專利名稱：電磁繼電器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁繼電器，其能夠有效地用于各種電氣設備的控制電路中，諸如用于驅動電動車輛馬達的控制電路等。
背景技術：
以下列出的專利文獻I (PTL I)中公開了傳統的電磁。所公開的電磁是極化電磁繼電器，其目的在于通過設置具有鐵芯的永磁體來減少作業過程中的電力消耗并改善可動鐵芯的復位運動。引用列表專利文獻
PTLl :日本特開 NO. 2010-10058

發明內容
技術問題在電磁繼電器中，當繼電器斷電時鐵芯通過復位彈簧復位，因此可能產生由于鐵芯和磁軛的端板相接觸而引起的不期望的噪音和振動。解決問題的方案因此，當如上述專利文獻I所公開的那樣使鐵芯快速復位時，這個趨勢可能變得更為值得注意。本發明的目標是提供一種電磁繼電器，其能夠限制斷電時的噪音和振動而不影響該電磁繼電器在通電和斷電時的作業性能。本發明的一個方面提供一種電磁繼電器，其包括固定鐵芯；可動鐵芯，其被布置為與所述固定鐵芯相對，并且能夠沿著軸向與所述固定鐵芯接觸或分離；線圈，其包圍所述固定鐵芯和所述可動鐵芯，并在通電時產生磁力以使得所述可動鐵芯被所述固定鐵芯吸引；可動觸點，其與所述可動鐵芯相聯接；固定觸點，其被布置為與所述可動觸點相對，并且所述可動觸點能夠隨著所述可動鐵芯的運動而與所述固定觸點相接觸或分離；以及復位彈簧，其置于所述固定鐵芯和所述可動鐵芯之間，并且在所述線圈斷電時使所述可動鐵芯與所述固定鐵芯分離；其中所述可動鐵芯包括基體部和可動構件，所述復位彈簧的伸長力施加于所述基體部，所述可動構件獨立于所述基體部地設置，以及所述可動構件被構造為當所述線圈通電時，所述可動構件與所述基體部沿軸向一體地向所述固定鐵芯移動；當所述線圈斷電時，所述可動構件以獨立于所述基體部地滑動的方式沿軸向移動。


圖I是示出根據第一實施方式的電磁繼電器的說明性截面示意圖(a)示出該電磁繼電器的斷電狀態，(b)示出該電磁繼電器的通電操作，(c)示出該電磁繼電器的斷電操作；
圖2是示出根據第二實施方式的電磁繼電器的說明性截面示意圖；圖3是示出根據第三實施方式的電磁繼電器的說明性截面示意圖(a)示出該電磁繼電器的斷電狀態，(b)示出該電磁繼電器的通電操作，(c)示出該電磁繼電器的斷電操作；圖4是示出根據第四實施方式的電磁繼電器的說明性截面示意圖；圖5是示出根據第五實施方式的電磁繼電器的說明性截面示意圖；以及圖6是示出根據第六實施方式的電磁繼電器的說明性截面示意圖。
具體實施例方式以下將參照附圖對實施方式進行說明。
如圖I的(a)所示，根據第一實施方式的電磁繼電器I包括磁化線圈2、固定鐵芯
3、可動鐵芯4、可動觸點5、固定觸點6以及復位彈簧7。固定鐵芯3和可動鐵芯4將由于磁化線圈2的勵磁而被磁化。可動觸點5與可動鐵芯4聯接。可動觸點5和固定觸點6彼此面對。復位彈簧7布置于固定鐵芯3和可動鐵芯4之間。線圈2在插入于磁軛8的繞線筒9周圍纏繞。鐵芯殼體10插入于繞線筒9中。鐵芯殼體10形成為有底的筒。固定鐵芯3被固定地布置于鐵芯殼體10的上端。可動鐵芯4在鐵芯殼體10內布置于固定鐵芯3的下方，并且可以在鐵芯殼體10中沿上下方向滑動。可動鐵芯4沿著軸向面對固定鐵芯，并且可以與固定鐵芯3接觸或分離。在固定鐵芯3和可動鐵芯4各自的對向面的中央部均形成沉孔。復位彈簧7置于兩個沉孔之間，且該復位彈簧7的兩端分別固定到兩個沉孔。桿11豎直地固定于可動鐵芯4的中央部。桿11貫通固定鐵芯3的中央部以及磁軛8的上端板，并且突出到固定于上端板的遮蔽殼體12的內部。固定觸點6被布置為豎直地貫通遮蔽殼體12的上壁。另一方面，在遮蔽殼體12中，可動觸點5在由施壓彈簧13支撐的狀態下布置于桿11的頂部。施壓彈簧13用于對可動觸點5施加接觸壓力。具體地，可動觸點5以可動的方式被支撐于施壓彈簧13和固定于桿的頂端的止動件14之間。施壓彈簧13置于可動觸點5和固定至桿11的彈簧座15之間。在如上構造的電磁繼電器I中，當線圈2由于通電而產生磁力時，固定鐵芯3和可動鐵芯4被磁化。然后，固定鐵芯3和可動鐵芯4彼此吸引，使得可動鐵芯4和可動觸點5沿軸向一體地移動。結果，可動觸點5與固定觸點6接觸以連接期望的電路(圖I的(b))。當線圈2由于斷電而退磁時，固定鐵芯3和可動鐵芯4的磁化立刻消除。然后，固定鐵芯3和可動鐵芯4由于復位彈簧7的伸長力而彼此分離，使得可動鐵芯4和可動觸點5沿軸向往回一體地移動。結果，可動觸點5與固定觸點6分離以斷開上述電路(圖I的
(C))。如果觸點5和觸點6在應當彼此接觸的時候由于外力而瞬時地彼此分離，則在觸點5和觸點6之間可能產生電弧電流。然后，觸點5和觸點6彼此再次接觸時可能會熔接到一起。另外，如果觸點5和觸點6在斷開上述電路時彼此沒有快速地分離，則在可動觸點5和6之間可能產生電弧電流。結果，電路不能被順利地且快速地斷開。也就是，當觸點5和觸點6彼此接觸時，要求固定鐵芯3和可動鐵芯4牢固地彼此吸引以保持它們的接觸狀態。當觸點5和觸點6將從接觸狀態彼此分離時，要求觸點5和觸點6能順利地且迅速地彼此分離。另一方面，當觸點5和觸點6彼此分離時,桿11上的彈簧座15與磁軛8的上端板接觸并由此可能產生振動。在將電磁繼電器I應用到用于驅動電動車輛的馬達的控制電路的情況中，振動可能被傳遞到車身并給乘客帶來不期望的感覺。在此，在磁軛8的上端板上與彈簧座15相接觸的位置處設置膠質減振器(緩沖構件)16，但是膠質減振器16不能完全地吸收彈簧座15的沖擊。為解決這些問題，可以考慮減小可動鐵芯4的磁化部分的尺寸或減小復位彈簧7的彈簧力等。然而，如果減小可動鐵芯4的磁化部分的尺寸，則磁化的可動鐵芯4的磁力變弱，從而接觸壓力變得不足以保持觸點5和觸點6的接觸狀態。另外，如果減小復位彈簧7 的彈簧力，則在斷電時用于使可動鐵芯4從固定鐵芯3分離的力變弱，從而不能使可動鐵芯4順利地且快速地分離。因此，可動鐵芯4由基體部4A和可動構件4B組成，復位彈簧7的伸長力施加于基體部4A，可動構件4B可以和基體部4A相分離地滑動。由于線圈2的勵磁，可動構件4B可以和基體部4A沿軸向一體地滑動，然后基體部4A和可動構件4B與固定芯3相接觸，在線圈2退磁之后可動構件4B可以獨立于基體部4A地沿軸向滑動。在圖I所示的本實施方式中，基體部4A具有由凸緣4A1和小直徑部4A2形成的有臺階的圓柱形狀。凸緣4A1的外徑與可動鐵芯4的基本外徑一致。小直徑部4A2的外徑小于可動鐵芯4的基本外徑并且大于復位彈簧7的外徑。可動構件4B為管狀并且可滑動地裝配在小直徑部4A2周圍。可動構件4B的厚度與凸緣4A1的徑向寬度大致相同，可動構件4B的高度(長度)與小直徑部4A2的高度(長度)相同。根據如上構造的電磁繼電器1，如圖I的(a)中所示，當電磁繼電器I斷電時，可動構件4B由于其自身重量而停留于初始位置。位于初始位置的可動構件4B停留在凸緣4A1上。當線圈2從上述斷電狀態通電以產生磁力時，固定鐵芯3和可動鐵芯4被磁化并且隨后可動鐵芯4被吸引向固定鐵芯3。在該過程中，可動構件4B由凸緣4A1推動，使得可動構件4B與基體部4A —體地沿軸向朝向固定鐵芯3滑動。可動鐵芯4以預定的行程量朝向固定鐵芯3滑動，使得可動觸點5與固定觸點6接觸。此外，可動鐵芯4的基體部4A和可動構件4B兩者如圖I的(b)所示均被吸引到固定鐵芯3，以壓縮施壓彈簧13并在觸點5和觸點6之間施加接觸壓力。即使當可動鐵芯4構造為被分成如上所述的基體部4A和可動構件4B，在電磁繼電器I通電時，基體部4A和可動構件4B兩者也被一體地吸引向固定鐵芯3且隨后一體地與固定鐵芯3接觸。因此，觸點5和觸點6之間的接觸壓力完全不受影響。當線圈2由于電磁繼電器I從圖I的(b)所示的通電狀態被斷電而退磁時，固定鐵芯3和可動鐵芯4 (基體部4A和可動構件4B)的磁化被消除。因此，基體部4A通過復位彈簧7的伸長力(以及施壓彈簧13的輔助伸長力)沿軸向快速地向下移動，使得基體部4A與固定鐵芯3快速地分離而沒有減小觸點5和觸點6之間的分離速度。另一方面，如圖I的
(c)所示，可動構件4B由于其自身重力沿軸向延時性地向下降落，使得可動構件4B遲延于基體部4A與固定鐵芯3分離。因此，通過復位彈簧7分離地移動的質量是基體部4A的質量，該質量小于可動鐵芯4的整體質量。結果，減小了彈簧座15和膠質減振器16之間的沖擊。 根據本實施方式中的電磁繼電器I，在其斷電時,可動鐵芯4的基體部4A通過復位彈簧7的伸長力與固定鐵芯3快速地分離以使觸點5和觸點6分離，但是可動鐵芯4的可動構件4B由于其自身重力而與固定鐵芯3分離。因此，在分開的鐵芯4A和鐵芯4B之間存在延時。所以，由于通過復位彈簧7分離地移動的質量是基體部4A的質量，且該質量小于可動鐵芯4的整體質量，因此減小了由彈簧座15和磁軛8的上端板的接觸而產生的噪音和振動。在電磁繼電器I通電時，可動鐵芯4的基體部4A和可動構件4B兩者均被磁化并 被吸引到固定鐵芯3，使得觸點之間的接觸壓力不會減少。因此，根據本實施方式中的電磁繼電器1，可以限制電磁繼電器I斷電時的噪音和振動而根本不影響該電磁繼電器I在通電和斷電時的作業性能。將參照圖2對第二實施方式進行說明。在本實施方式中，當上述第一實施方式中的基體部4A和固定鐵芯3之間的最大分離距離被設為LI，并且上述第一實施方式中的可動構件4B的高度(長度)被設為L2時，如圖2中所示，滿足不等式L1〈L2。通過采用這樣的尺寸，防止基體部4A在基體部4A和固定鐵芯3彼此最遠地分離時與可動構件4B完全地分離，從而可以提高品質和可靠性。將參照圖3對第三實施方式進行說明。在本實施方式中，在上述第一實施方式中的可動鐵芯的可動構件4B和凸緣4A1之間設置輔助彈簧17。當可動鐵芯4與固定鐵芯3接觸時，輔助彈簧17被壓縮。根據本實施方式中的上述構造，當電磁繼電器I斷電時，如圖3的(a)所示，可動構件4B通過輔助彈簧17從基體部4A向上突出。當電磁繼電器I通電時，如圖3的(b)所示，可動鐵芯4的基體部4A和可動構件4B兩者均被吸引向固定鐵芯3并隨后均與鐵芯3接觸。因此，輔助彈簧17被壓縮。當電磁繼電器I從圖3的(b)所示的狀態斷電時，基體部4A通過復位彈簧7 (以及施壓彈簧13和輔助彈簧17的輔助伸長力)與固定鐵芯3快速地分離，但是至少到輔助彈簧如圖3的(c)所示完全伸長之前，可動構件4B仍然與固定鐵芯3相接觸。因此，可動構件4B必定延遲于基體部4A地與固定鐵芯3分離。換句話說，基體部4A和可動構件4B之間必定產生時滯(time lag)。因此，在基體部4A與固定鐵芯3分離時，防止可動構件4B被基體部4A拖動，從而可以更有效地限制電磁繼電器I斷電時的噪首和振動。將參照圖4對第四實施方式進行說明。在本實施方式中，上述第三實施方式中的當在電磁繼電器I的斷電靜態下的輔助彈簧17的初始高度(長度)與可動構件4B的高度(長度)的和被設為L3，上述第三實施方式中的電磁繼電器I的斷電靜態下的固定鐵芯3和凸緣4A1的上表面(即輔助彈簧17的支撐面)之間的距離被設為L4時，如圖4所示，滿足不等式L3〈L4。通過采用這樣的尺寸，防止輔助彈簧17在基體部4A和固定鐵芯3彼此最遠地分離時(如圖4所示，當基體部4A到達其最低位置時)產生向下力，從而進一步增強由于上述的質量減小所引起的噪音和振動的減小效果。也就是，影響噪音和振動的向下力是由可動鐵芯4的質量和復位彈簧7(以及其他彈簧13和彈簧17)的伸長力引起的。然而，如果輔助彈簧17在基體部4A到達最低位置時仍然被壓縮，則由于輔助彈簧17的伸長力而產生的向下力分量仍然存在。在這種情況下，噪音和振動的減小效果將會減弱。根據本實施方式防止這種缺陷，從而進一步增強了噪音和振動的減小效果。在此，在電磁繼電器I斷電時，基體部4A在可動構件4B之前開始與固定鐵芯3分離。因此，可動構件4B的下端附近可能產生負壓，于是可動構件4B的滑動運動可能被干擾。圖5所示的第五實施方式和圖6所示的第六實施方式的目的在于，在電磁繼電器I斷電時，避免在可動構件4B的下端附近產生上述負壓。在圖5所示的第五實施方式中，可動構件4B的外周和鐵芯殼體10之間形成間隙Gl以允許氣流通過。在本實施方式中，通過使可動構件4B的外徑小于鐵芯殼體10的內徑來形成間隙Gl0然而，可以通過在可動構件4B的外周上沿軸向形成一個或多個縱向槽而不是使可動構件4B的外徑變小來形成間隙G1。在如圖5所示的通過僅調整可動構件4B或通過調整可動鐵芯4的基本外徑而形成間隙Gl的情形下，通過在聯接可動構件4B和小直徑部4A2所用的公差范圍內設置與可動構件4B的內徑和小直徑部4A2的外徑之間的可滑動接觸部分相關的尺寸，來防止可動構件4B的咔嗒聲。根據本實施方式，當基體部4A在電磁繼電器I斷電時快速地與固定鐵芯3分離的初始階段，可動構件4B的下端和凸緣4A1之間的空間通過間隙Gl與可動鐵芯4的上方空間和/或下方空間連通以允許氣流通過。結果，避免了在可動構件4B的下端附近產生負壓，使得可動構件4B可以遲延于基體部4A地與固定鐵芯3分離。在圖6所示的第六實施方式中，在可動構件4B和基體部的小直徑部4A2之間形成間隙G2以允許氣流通過。在本實施方式中，通過使小直徑部4A2的外徑小于可動構件4B的內徑來形成間隙G2。然而，可以通過沿軸向在可動構件4B的內周或小直徑部4A2的外周形成一個或多個縱向槽來形成間隙G2，而不使小直徑部4A2的整個外徑小于可動構件4B的內徑。在如圖6所示的通過調整小直徑部4A2的外徑來形成間隙G2的情形下，通過在聯接可動構件4B和鐵芯殼體10所用的公差范圍內設置與鐵芯殼體10的內徑和可動構件4B的外徑之間的可滑動接觸部分相關的尺寸，來防止可動構件4B的咔嗒聲。此外根據本實施方式，在電磁繼電器I斷電、基體部4A分離的初始階段，可動構件4B下端和凸緣4A1之間的空間通過間隙G2與可動鐵芯4的上方空間連通以允許氣流通過。結果，與上述第五實施方式類似，避免了在可動構件4B的下端附近產生負壓，使得可動構件4B可以遲延于基體部4A地與固定鐵芯3分離。盡管第五實施方式或第六實施方式中的電磁繼電器I的基本結構與第一實施方式中的電磁繼電器I的基本結構相同，上述輔助彈簧17仍可以被進一步應用于第五實施方式或第六實施方式中的電磁繼電器I。在這種情況下，采用輔助彈簧17的優勢可以在第五實施方式或第六實施方式實現。注意，電磁繼電器I的構造不限于上述實施方式中的構造。如果在電磁繼電器I通電時基體部4A和可動構件4B被一體地吸引到固定鐵芯3，在電磁繼電器I斷電時基體部4A通過復位彈簧7的伸長力在可動構件4B之前與固定鐵芯3分離，該構造可以變形。例如，可以變形的是如何將可動鐵芯4分成基體部4A和可動構件4B，或如何/在哪里布置復位彈黃7。日本專利申請 (提交于2010年6月21日)和日本專利申請2011-96197(提交于2011年4月22日)的全部內容通過引用包含于此。注意申請2011-96197基于來自申請的國內優先權進行提交。 盡管以上參照本發明的特定實施方式對本發明進行了說明，但是本發明不限于上述實施方式。根據上述教示，本領域技術人員會想到上述實施方式的變型及變化。
權利要求
1.一種電磁繼電器,其包括 固定鐵芯； 可動鐵芯，其被布置為與所述固定鐵芯相對，并且能夠沿著軸向與所述固定鐵芯接觸或分離； 線圈，其包圍所述固定鐵芯和所述可動鐵芯，并在通電時產生磁力以使得所述可動鐵芯被所述固定鐵芯吸引； 可動觸點，其與所述可動鐵芯相聯接； 固定觸點，其被布置為與所述可動觸點相對，并且所述可動觸點能夠隨著所述可動鐵芯的運動而與所述固定觸點相接觸或分離；以及 復位彈簧，其置于所述固定鐵芯和所述可動鐵芯之間，并且在所述線圈斷電時使所述可動鐵芯與所述固定鐵芯分離；其中 所述可動鐵芯包括基體部和可動構件，所述復位彈簧的伸長力施加于所述基體部，所述可動構件獨立于所述基體部地設置，以及 所述可動構件被構造為當所述線圈通電時，所述可動構件與所述基體部沿軸向一體地向所述固定鐵芯移動；當所述線圈斷電時，所述可動構件以獨立于所述基體部地滑動的方式沿軸向移動。
2.根據權利要求I所述的電磁繼電器，其特征在于，當所述基體部和所述固定鐵芯之間的最大分離距離被設為LI并且所述可動構件的長度被設為L2時，滿足不等式L1〈L2。
3.根據權利要求I所述的電磁繼電器，其特征在于， 所述可動構件與所述基體部同心地聯接，且所述可動構件能夠相對于所述基體部沿軸向滑動，并且所述繼電器還包括布置于所述可動構件和所述基體部之間的、當所述可動鐵芯與所述固定鐵芯接觸時被壓縮的輔助彈簧。
4.根據權利要求3所述的電磁繼電器，其特征在于，當在所述電磁繼電器的斷電靜態下所述輔助彈簧的初始長度與所述可動構件的長度的和被設為L3，并且在所述斷電靜態下所述固定鐵芯與所述基體部的支撐所述輔助彈簧的端部的支撐面之間的距離被設為L4時，滿足不等式L3〈L4。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的電磁繼電器，其特征在于， 所述可動構件以包圍所述基體部的方式與所述基體部同心地聯接，且所述可動構件能夠相對于所述基體部沿軸向滑動，以及 在所述可動構件的外周和能與所述可動構件滑動地接觸的鐵芯殼體之間形成用于允許氣流通過的間隙。
6.根據權利要求I至4中任一項所述的電磁繼電器，其特征在于， 所述可動構件以包圍所述基體部的方式與所述基體部同心地聯接，且所述可動構件能夠相對于所述基體部沿軸向滑動，以及 在所述可動構件和所述基體部之間形成用于允許氣流通過的間隙。
全文摘要
一種電磁繼電器，其包括固定鐵芯；被布置為與固定鐵芯相對的可動鐵芯；用于在通電時產生磁力以使得可動鐵芯被固定鐵芯吸引的線圈；與可動鐵芯相聯接的可動觸點；被布置為與可動觸點相對的固定觸點；以及用于在線圈斷電時使可動鐵芯復位的復位彈簧。可動鐵芯包括基體部和可動構件，復位彈簧的伸長力施加于基體部，可動構件獨立于基體部地設置。當線圈通電時，可動構件以與基體部一體地移動的方式被固定鐵芯吸引，當線圈斷電時，可動構件以獨立于基體部地滑動的方式通過復位彈簧的伸長力復位。
文檔編號H01H50/30GK102947915SQ20118002721
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月17日 優先權日2010年6月21日
發明者磯永泰介 申請人:日產自動車株式會社