专利名称：电磁继电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁继电器，其能够有效地用于各种电气设备的控制电路中，诸如用于驱动电动车辆马达的控制电路等。
背景技术：
以下列出的专利文献I (PTL I)中公开了传统的电磁。所公开的电磁是极化电磁继电器，其目的在于通过设置具有铁芯的永磁体来减少作业过程中的电力消耗并改善可动铁芯的复位运动。引用列表专利文献
PTLl :日本特开 NO. 2010-10058
发明内容
技术问题在电磁继电器中，当继电器断电时铁芯通过复位弹簧复位，因此可能产生由于铁芯和磁轭的端板相接触而引起的不期望的噪音和振动。解决问题的方案因此，当如上述专利文献I所公开的那样使铁芯快速复位时，这个趋势可能变得更为值得注意。本发明的目标是提供一种电磁继电器，其能够限制断电时的噪音和振动而不影响该电磁继电器在通电和断电时的作业性能。本发明的一个方面提供一种电磁继电器，其包括固定铁芯；可动铁芯，其被布置为与所述固定铁芯相对，并且能够沿着轴向与所述固定铁芯接触或分离；线圈，其包围所述固定铁芯和所述可动铁芯，并在通电时产生磁力以使得所述可动铁芯被所述固定铁芯吸引；可动触点，其与所述可动铁芯相联接；固定触点，其被布置为与所述可动触点相对，并且所述可动触点能够随着所述可动铁芯的运动而与所述固定触点相接触或分离；以及复位弹簧，其置于所述固定铁芯和所述可动铁芯之间，并且在所述线圈断电时使所述可动铁芯与所述固定铁芯分离；其中所述可动铁芯包括基体部和可动构件，所述复位弹簧的伸长力施加于所述基体部，所述可动构件独立于所述基体部地设置，以及所述可动构件被构造为当所述线圈通电时，所述可动构件与所述基体部沿轴向一体地向所述固定铁芯移动；当所述线圈断电时，所述可动构件以独立于所述基体部地滑动的方式沿轴向移动。
图I是示出根据第一实施方式的电磁继电器的说明性截面示意图(a)示出该电磁继电器的断电状态，(b)示出该电磁继电器的通电操作，(c)示出该电磁继电器的断电操作；
图2是示出根据第二实施方式的电磁继电器的说明性截面示意图；图3是示出根据第三实施方式的电磁继电器的说明性截面示意图(a)示出该电磁继电器的断电状态，(b)示出该电磁继电器的通电操作，(c)示出该电磁继电器的断电操作；图4是示出根据第四实施方式的电磁继电器的说明性截面示意图；图5是示出根据第五实施方式的电磁继电器的说明性截面示意图；以及图6是示出根据第六实施方式的电磁继电器的说明性截面示意图。
具体实施例方式以下将参照附图对实施方式进行说明。
如图I的(a)所示，根据第一实施方式的电磁继电器I包括磁化线圈2、固定铁芯
3、可动铁芯4、可动触点5、固定触点6以及复位弹簧7。固定铁芯3和可动铁芯4将由于磁化线圈2的励磁而被磁化。可动触点5与可动铁芯4联接。可动触点5和固定触点6彼此面对。复位弹簧7布置于固定铁芯3和可动铁芯4之间。线圈2在插入于磁轭8的绕线筒9周围缠绕。铁芯壳体10插入于绕线筒9中。铁芯壳体10形成为有底的筒。固定铁芯3被固定地布置于铁芯壳体10的上端。可动铁芯4在铁芯壳体10内布置于固定铁芯3的下方，并且可以在铁芯壳体10中沿上下方向滑动。可动铁芯4沿着轴向面对固定铁芯，并且可以与固定铁芯3接触或分离。在固定铁芯3和可动铁芯4各自的对向面的中央部均形成沉孔。复位弹簧7置于两个沉孔之间，且该复位弹簧7的两端分别固定到两个沉孔。杆11竖直地固定于可动铁芯4的中央部。杆11贯通固定铁芯3的中央部以及磁轭8的上端板，并且突出到固定于上端板的遮蔽壳体12的内部。固定触点6被布置为竖直地贯通遮蔽壳体12的上壁。另一方面，在遮蔽壳体12中，可动触点5在由施压弹簧13支撑的状态下布置于杆11的顶部。施压弹簧13用于对可动触点5施加接触压力。具体地，可动触点5以可动的方式被支撑于施压弹簧13和固定于杆的顶端的止动件14之间。施压弹簧13置于可动触点5和固定至杆11的弹簧座15之间。在如上构造的电磁继电器I中，当线圈2由于通电而产生磁力时，固定铁芯3和可动铁芯4被磁化。然后，固定铁芯3和可动铁芯4彼此吸引，使得可动铁芯4和可动触点5沿轴向一体地移动。结果，可动触点5与固定触点6接触以连接期望的电路(图I的(b))。当线圈2由于断电而退磁时，固定铁芯3和可动铁芯4的磁化立刻消除。然后，固定铁芯3和可动铁芯4由于复位弹簧7的伸长力而彼此分离，使得可动铁芯4和可动触点5沿轴向往回一体地移动。结果，可动触点5与固定触点6分离以断开上述电路(图I的
(C))。如果触点5和触点6在应当彼此接触的时候由于外力而瞬时地彼此分离，则在触点5和触点6之间可能产生电弧电流。然后，触点5和触点6彼此再次接触时可能会熔接到一起。另外，如果触点5和触点6在断开上述电路时彼此没有快速地分离，则在可动触点5和6之间可能产生电弧电流。结果，电路不能被顺利地且快速地断开。也就是，当触点5和触点6彼此接触时，要求固定铁芯3和可动铁芯4牢固地彼此吸引以保持它们的接触状态。当触点5和触点6将从接触状态彼此分离时，要求触点5和触点6能顺利地且迅速地彼此分离。另一方面，当触点5和触点6彼此分离时,杆11上的弹簧座15与磁轭8的上端板接触并由此可能产生振动。在将电磁继电器I应用到用于驱动电动车辆的马达的控制电路的情况中，振动可能被传递到车身并给乘客带来不期望的感觉。在此，在磁轭8的上端板上与弹簧座15相接触的位置处设置胶质减振器(缓冲构件)16，但是胶质减振器16不能完全地吸收弹簧座15的冲击。为解决这些问题，可以考虑减小可动铁芯4的磁化部分的尺寸或减小复位弹簧7的弹簧力等。然而，如果减小可动铁芯4的磁化部分的尺寸，则磁化的可动铁芯4的磁力变弱，从而接触压力变得不足以保持触点5和触点6的接触状态。另外，如果减小复位弹簧7 的弹簧力，则在断电时用于使可动铁芯4从固定铁芯3分离的力变弱，从而不能使可动铁芯4顺利地且快速地分离。因此，可动铁芯4由基体部4A和可动构件4B组成，复位弹簧7的伸长力施加于基体部4A，可动构件4B可以和基体部4A相分离地滑动。由于线圈2的励磁，可动构件4B可以和基体部4A沿轴向一体地滑动，然后基体部4A和可动构件4B与固定芯3相接触，在线圈2退磁之后可动构件4B可以独立于基体部4A地沿轴向滑动。在图I所示的本实施方式中，基体部4A具有由凸缘4A1和小直径部4A2形成的有台阶的圆柱形状。凸缘4A1的外径与可动铁芯4的基本外径一致。小直径部4A2的外径小于可动铁芯4的基本外径并且大于复位弹簧7的外径。可动构件4B为管状并且可滑动地装配在小直径部4A2周围。可动构件4B的厚度与凸缘4A1的径向宽度大致相同，可动构件4B的高度(长度)与小直径部4A2的高度(长度)相同。根据如上构造的电磁继电器1，如图I的(a)中所示，当电磁继电器I断电时，可动构件4B由于其自身重量而停留于初始位置。位于初始位置的可动构件4B停留在凸缘4A1上。当线圈2从上述断电状态通电以产生磁力时，固定铁芯3和可动铁芯4被磁化并且随后可动铁芯4被吸引向固定铁芯3。在该过程中，可动构件4B由凸缘4A1推动，使得可动构件4B与基体部4A —体地沿轴向朝向固定铁芯3滑动。可动铁芯4以预定的行程量朝向固定铁芯3滑动，使得可动触点5与固定触点6接触。此外，可动铁芯4的基体部4A和可动构件4B两者如图I的(b)所示均被吸引到固定铁芯3，以压缩施压弹簧13并在触点5和触点6之间施加接触压力。即使当可动铁芯4构造为被分成如上所述的基体部4A和可动构件4B，在电磁继电器I通电时，基体部4A和可动构件4B两者也被一体地吸引向固定铁芯3且随后一体地与固定铁芯3接触。因此，触点5和触点6之间的接触压力完全不受影响。当线圈2由于电磁继电器I从图I的(b)所示的通电状态被断电而退磁时，固定铁芯3和可动铁芯4 (基体部4A和可动构件4B)的磁化被消除。因此，基体部4A通过复位弹簧7的伸长力(以及施压弹簧13的辅助伸长力)沿轴向快速地向下移动，使得基体部4A与固定铁芯3快速地分离而没有减小触点5和触点6之间的分离速度。另一方面，如图I的
(c)所示，可动构件4B由于其自身重力沿轴向延时性地向下降落，使得可动构件4B迟延于基体部4A与固定铁芯3分离。因此，通过复位弹簧7分离地移动的质量是基体部4A的质量，该质量小于可动铁芯4的整体质量。结果，减小了弹簧座15和胶质减振器16之间的冲击。 根据本实施方式中的电磁继电器I，在其断电时,可动铁芯4的基体部4A通过复位弹簧7的伸长力与固定铁芯3快速地分离以使触点5和触点6分离，但是可动铁芯4的可动构件4B由于其自身重力而与固定铁芯3分离。因此，在分开的铁芯4A和铁芯4B之间存在延时。所以，由于通过复位弹簧7分离地移动的质量是基体部4A的质量，且该质量小于可动铁芯4的整体质量，因此减小了由弹簧座15和磁轭8的上端板的接触而产生的噪音和振动。在电磁继电器I通电时，可动铁芯4的基体部4A和可动构件4B两者均被磁化并 被吸引到固定铁芯3，使得触点之间的接触压力不会减少。因此，根据本实施方式中的电磁继电器1，可以限制电磁继电器I断电时的噪音和振动而根本不影响该电磁继电器I在通电和断电时的作业性能。将参照图2对第二实施方式进行说明。在本实施方式中，当上述第一实施方式中的基体部4A和固定铁芯3之间的最大分离距离被设为LI，并且上述第一实施方式中的可动构件4B的高度(长度)被设为L2时，如图2中所示，满足不等式L1〈L2。通过采用这样的尺寸，防止基体部4A在基体部4A和固定铁芯3彼此最远地分离时与可动构件4B完全地分离，从而可以提高品质和可靠性。将参照图3对第三实施方式进行说明。在本实施方式中，在上述第一实施方式中的可动铁芯的可动构件4B和凸缘4A1之间设置辅助弹簧17。当可动铁芯4与固定铁芯3接触时，辅助弹簧17被压缩。根据本实施方式中的上述构造，当电磁继电器I断电时，如图3的(a)所示，可动构件4B通过辅助弹簧17从基体部4A向上突出。当电磁继电器I通电时，如图3的(b)所示，可动铁芯4的基体部4A和可动构件4B两者均被吸引向固定铁芯3并随后均与铁芯3接触。因此，辅助弹簧17被压缩。当电磁继电器I从图3的(b)所示的状态断电时，基体部4A通过复位弹簧7 (以及施压弹簧13和辅助弹簧17的辅助伸长力)与固定铁芯3快速地分离，但是至少到辅助弹簧如图3的(c)所示完全伸长之前，可动构件4B仍然与固定铁芯3相接触。因此，可动构件4B必定延迟于基体部4A地与固定铁芯3分离。换句话说，基体部4A和可动构件4B之间必定产生时滞(time lag)。因此，在基体部4A与固定铁芯3分离时，防止可动构件4B被基体部4A拖动，从而可以更有效地限制电磁继电器I断电时的噪首和振动。将参照图4对第四实施方式进行说明。在本实施方式中，上述第三实施方式中的当在电磁继电器I的断电静态下的辅助弹簧17的初始高度(长度)与可动构件4B的高度(长度)的和被设为L3，上述第三实施方式中的电磁继电器I的断电静态下的固定铁芯3和凸缘4A1的上表面(即辅助弹簧17的支撑面)之间的距离被设为L4时，如图4所示，满足不等式L3〈L4。通过采用这样的尺寸，防止辅助弹簧17在基体部4A和固定铁芯3彼此最远地分离时(如图4所示，当基体部4A到达其最低位置时)产生向下力，从而进一步增强由于上述的质量减小所引起的噪音和振动的减小效果。也就是，影响噪音和振动的向下力是由可动铁芯4的质量和复位弹簧7(以及其他弹簧13和弹簧17)的伸长力引起的。然而，如果辅助弹簧17在基体部4A到达最低位置时仍然被压缩，则由于辅助弹簧17的伸长力而产生的向下力分量仍然存在。在这种情况下，噪音和振动的减小效果将会减弱。根据本实施方式防止这种缺陷，从而进一步增强了噪音和振动的减小效果。在此，在电磁继电器I断电时，基体部4A在可动构件4B之前开始与固定铁芯3分离。因此，可动构件4B的下端附近可能产生负压，于是可动构件4B的滑动运动可能被干扰。图5所示的第五实施方式和图6所示的第六实施方式的目的在于，在电磁继电器I断电时，避免在可动构件4B的下端附近产生上述负压。在图5所示的第五实施方式中，可动构件4B的外周和铁芯壳体10之间形成间隙Gl以允许气流通过。在本实施方式中，通过使可动构件4B的外径小于铁芯壳体10的内径来形成间隙Gl0然而，可以通过在可动构件4B的外周上沿轴向形成一个或多个纵向槽而不是使可动构件4B的外径变小来形成间隙G1。在如图5所示的通过仅调整可动构件4B或通过调整可动铁芯4的基本外径而形成间隙Gl的情形下，通过在联接可动构件4B和小直径部4A2所用的公差范围内设置与可动构件4B的内径和小直径部4A2的外径之间的可滑动接触部分相关的尺寸，来防止可动构件4B的咔嗒声。根据本实施方式，当基体部4A在电磁继电器I断电时快速地与固定铁芯3分离的初始阶段，可动构件4B的下端和凸缘4A1之间的空间通过间隙Gl与可动铁芯4的上方空间和/或下方空间连通以允许气流通过。结果，避免了在可动构件4B的下端附近产生负压，使得可动构件4B可以迟延于基体部4A地与固定铁芯3分离。在图6所示的第六实施方式中，在可动构件4B和基体部的小直径部4A2之间形成间隙G2以允许气流通过。在本实施方式中，通过使小直径部4A2的外径小于可动构件4B的内径来形成间隙G2。然而，可以通过沿轴向在可动构件4B的内周或小直径部4A2的外周形成一个或多个纵向槽来形成间隙G2，而不使小直径部4A2的整个外径小于可动构件4B的内径。在如图6所示的通过调整小直径部4A2的外径来形成间隙G2的情形下，通过在联接可动构件4B和铁芯壳体10所用的公差范围内设置与铁芯壳体10的内径和可动构件4B的外径之间的可滑动接触部分相关的尺寸，来防止可动构件4B的咔嗒声。此外根据本实施方式，在电磁继电器I断电、基体部4A分离的初始阶段，可动构件4B下端和凸缘4A1之间的空间通过间隙G2与可动铁芯4的上方空间连通以允许气流通过。结果，与上述第五实施方式类似，避免了在可动构件4B的下端附近产生负压，使得可动构件4B可以迟延于基体部4A地与固定铁芯3分离。尽管第五实施方式或第六实施方式中的电磁继电器I的基本结构与第一实施方式中的电磁继电器I的基本结构相同，上述辅助弹簧17仍可以被进一步应用于第五实施方式或第六实施方式中的电磁继电器I。在这种情况下，采用辅助弹簧17的优势可以在第五实施方式或第六实施方式实现。注意，电磁继电器I的构造不限于上述实施方式中的构造。如果在电磁继电器I通电时基体部4A和可动构件4B被一体地吸引到固定铁芯3，在电磁继电器I断电时基体部4A通过复位弹簧7的伸长力在可动构件4B之前与固定铁芯3分离，该构造可以变形。例如，可以变形的是如何将可动铁芯4分成基体部4A和可动构件4B，或如何/在哪里布置复位弹黃7。日本专利申请2010-140321 (提交于2010年6月21日)和日本专利申请2011-96197(提交于2011年4月22日)的全部内容通过引用包含于此。注意申请2011-96197基于来自申请2010-140321的国内优先权进行提交。 尽管以上参照本发明的特定实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式。根据上述教示，本领域技术人员会想到上述实施方式的变型及变化。
权利要求
1.一种电磁继电器,其包括 固定铁芯； 可动铁芯，其被布置为与所述固定铁芯相对，并且能够沿着轴向与所述固定铁芯接触或分离； 线圈，其包围所述固定铁芯和所述可动铁芯，并在通电时产生磁力以使得所述可动铁芯被所述固定铁芯吸引； 可动触点，其与所述可动铁芯相联接； 固定触点，其被布置为与所述可动触点相对，并且所述可动触点能够随着所述可动铁芯的运动而与所述固定触点相接触或分离；以及 复位弹簧，其置于所述固定铁芯和所述可动铁芯之间，并且在所述线圈断电时使所述可动铁芯与所述固定铁芯分离；其中 所述可动铁芯包括基体部和可动构件，所述复位弹簧的伸长力施加于所述基体部，所述可动构件独立于所述基体部地设置，以及 所述可动构件被构造为当所述线圈通电时，所述可动构件与所述基体部沿轴向一体地向所述固定铁芯移动；当所述线圈断电时，所述可动构件以独立于所述基体部地滑动的方式沿轴向移动。
2.根据权利要求I所述的电磁继电器，其特征在于，当所述基体部和所述固定铁芯之间的最大分离距离被设为LI并且所述可动构件的长度被设为L2时，满足不等式L1〈L2。
3.根据权利要求I所述的电磁继电器，其特征在于， 所述可动构件与所述基体部同心地联接，且所述可动构件能够相对于所述基体部沿轴向滑动，并且所述继电器还包括布置于所述可动构件和所述基体部之间的、当所述可动铁芯与所述固定铁芯接触时被压缩的辅助弹簧。
4.根据权利要求3所述的电磁继电器，其特征在于，当在所述电磁继电器的断电静态下所述辅助弹簧的初始长度与所述可动构件的长度的和被设为L3，并且在所述断电静态下所述固定铁芯与所述基体部的支撑所述辅助弹簧的端部的支撑面之间的距离被设为L4时，满足不等式L3〈L4。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的电磁继电器，其特征在于， 所述可动构件以包围所述基体部的方式与所述基体部同心地联接，且所述可动构件能够相对于所述基体部沿轴向滑动，以及 在所述可动构件的外周和能与所述可动构件滑动地接触的铁芯壳体之间形成用于允许气流通过的间隙。
6.根据权利要求I至4中任一项所述的电磁继电器，其特征在于， 所述可动构件以包围所述基体部的方式与所述基体部同心地联接，且所述可动构件能够相对于所述基体部沿轴向滑动，以及 在所述可动构件和所述基体部之间形成用于允许气流通过的间隙。
全文摘要
一种电磁继电器，其包括固定铁芯；被布置为与固定铁芯相对的可动铁芯；用于在通电时产生磁力以使得可动铁芯被固定铁芯吸引的线圈；与可动铁芯相联接的可动触点；被布置为与可动触点相对的固定触点；以及用于在线圈断电时使可动铁芯复位的复位弹簧。可动铁芯包括基体部和可动构件，复位弹簧的伸长力施加于基体部，可动构件独立于基体部地设置。当线圈通电时，可动构件以与基体部一体地移动的方式被固定铁芯吸引，当线圈断电时，可动构件以独立于基体部地滑动的方式通过复位弹簧的伸长力复位。
文档编号H01H50/30GK102947915SQ20118002721
公开日2013年2月27日 申请日期2011年6月17日 优先权日2010年6月21日
发明者矶永泰介 申请人:日产自动车株式会社