專利名稱：電磁繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁繼電器，所述電磁繼電器在傳導(dǎo)和中斷流經(jīng)其的電流之間切 換，所述電流為幅值互不相同且流經(jīng)通過(guò)所述電磁繼電器的彼此相反的路徑的兩種類型的 電流。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，已知電磁繼電器在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛等的驅(qū)動(dòng)電路中用作為繼電 器。電磁繼電器用于在傳導(dǎo)和中斷電流之間切換。如圖1和圖2所示，電磁繼電器9包括一對(duì)觸點(diǎn)部93。每個(gè)觸點(diǎn)部93通過(guò)可移 動(dòng)觸點(diǎn)931和固定觸點(diǎn)932來(lái)構(gòu)造。觸點(diǎn)部93由來(lái)自線圈(未示出)的磁力打開和閉合。 成對(duì)的固定觸點(diǎn)932由固定支撐件934支撐(保持)。成對(duì)的可移動(dòng)觸點(diǎn)931由可移動(dòng)支 撐件933保持成互相短路。觸點(diǎn)部93通過(guò)來(lái)自線圈的磁力使得可移動(dòng)支撐件933朝向和 遠(yuǎn)離固定支撐件934移動(dòng)來(lái)打開和閉合。在電磁繼電器9中，當(dāng)激勵(lì)線圈時(shí)，觸點(diǎn)部93通過(guò)線圈產(chǎn)生的磁力閉合，從而建立 傳導(dǎo)狀態(tài)。當(dāng)將線圈去激勵(lì)時(shí)，線圈的磁通量消失。觸點(diǎn)部93打開，從而建立中斷狀態(tài)。在從傳導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹袛酄顟B(tài)的過(guò)程中，可在觸點(diǎn)部93中產(chǎn)生電弧8，如圖2所 示。消弧磁構(gòu)件94設(shè)置在電磁繼電器9中，以消除電弧8，如圖1所示。每個(gè)消弧磁構(gòu)件 94設(shè)置為與每個(gè)觸點(diǎn)部93的外側(cè)相鄰(參考例如第2008-226547號(hào)日本專利特許公布)。由于在產(chǎn)生電弧8的空間中由消弧磁構(gòu)件94所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，洛侖茲力(Lorentz force) F施加在電弧8上，由此使電弧8延伸。因此，可以消除電弧8，同時(shí)防止觸點(diǎn)部93中 的觸點(diǎn)間的距離增加。在圖2中，標(biāo)號(hào)8a表示電弧8處于被延伸之前的狀態(tài)。標(biāo)號(hào)8b表 示電弧8處于延伸的狀態(tài)。同樣應(yīng)用于后面描述的圖3。然而，如前上所述，當(dāng)電弧8通過(guò)洛侖茲力F延伸時(shí)，電弧8的端點(diǎn)83和84可以 從固定觸點(diǎn)932和可移動(dòng)觸點(diǎn)931移動(dòng)到固定支撐件934和可移動(dòng)支撐件933。這里，如 圖1所示，可移動(dòng)支撐件933的長(zhǎng)度方向垂直于電弧8的延伸方向。固定支撐件934的長(zhǎng) 度方向與電弧8的延伸方向大概平行。因此，如圖3所示，當(dāng)電弧8的延伸方向與固定支撐 件934的延伸方向一致時(shí)，電弧8的一個(gè)端點(diǎn)83沿著固定支撐件934移動(dòng)，使得電弧8的 延伸困難。因此，當(dāng)電弧8的延伸方向和固定支撐件934的延伸方向一致時(shí)，電弧8不能充 分地延伸。電弧延伸會(huì)變得難以進(jìn)行。因此，考慮一種設(shè)計(jì)，在該設(shè)計(jì)中電弧8的延伸方向和固定支撐件934的延伸方向 為相反方向。然而，當(dāng)電磁繼電器9用作在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛等的驅(qū)動(dòng)電路中的繼電器 時(shí)，在功率運(yùn)行期間和在再生期間流經(jīng)電磁繼電器9的電流的方向是相反的。因此，電弧8 在電流在功率運(yùn)行期間被中斷時(shí)和在電流在再生期間被中斷時(shí)的延伸方向是相反的。在任 何一種情況下，電弧8的延伸方向與固定支撐件934的延伸方向一致。在圖1中，實(shí)線箭頭 表示當(dāng)電流在功率運(yùn)行期間被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8。虛線箭頭表示當(dāng)電流在再生期間被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8。 以這種方式，在兩個(gè)觸點(diǎn)部93中的每一個(gè)處，當(dāng)沿兩個(gè)互相相反的方向流動(dòng)的任 一個(gè)電流被中斷時(shí)，電弧8的延伸方向和固定支撐件934的延伸方向不能被設(shè)置為彼此相反。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上面描述的問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種電磁繼電器，所述 電磁繼電器能夠平穩(wěn)地中斷幅值彼此不同且流經(jīng)通過(guò)其的相反路徑的電流。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種電磁繼電器，所述電磁繼電器在傳導(dǎo)和中斷流經(jīng) 其的電流之間切換，所述電流為幅值互不相同且流經(jīng)通過(guò)電磁繼電器的彼此相反的路徑的 兩種類型的電流。本電磁繼電器包括通過(guò)被激勵(lì)而產(chǎn)生磁力的線圈、通過(guò)磁力打開和閉合 的一對(duì)觸點(diǎn)部、以及兩個(gè)消弧磁構(gòu)件。所述一對(duì)觸點(diǎn)部包括一對(duì)固定觸點(diǎn)和一對(duì)可移動(dòng)觸 點(diǎn)，所述一對(duì)固定觸點(diǎn)通過(guò)由導(dǎo)電材料制作成的一對(duì)固定支撐件支撐，每個(gè)固定觸點(diǎn)被支 撐在靠近每個(gè)固定支撐件的頂部，所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)被固定到由導(dǎo)電材料制成的可移動(dòng) 支撐件、被設(shè)置為與所述一對(duì)固定觸點(diǎn)相對(duì)、并被形成為響應(yīng)于磁力而朝向和遠(yuǎn)離所述固 定支撐件移動(dòng)。兩個(gè)消弧磁構(gòu)件在空間上延伸(即拉或移動(dòng))在每個(gè)觸點(diǎn)部處產(chǎn)生的電 弧，以消滅所述電弧，每個(gè)消弧磁構(gòu)件與觸點(diǎn)部中的一個(gè)相鄰，使得通過(guò)中斷兩種類型的電 流的電流流動(dòng)路徑而產(chǎn)生的電弧在每個(gè)觸點(diǎn)部處朝向每個(gè)固定支撐件的頂部延伸(即，被 拉或移動(dòng))，其中一個(gè)電流的幅值大于另一個(gè)電流的幅值。在本描述和后面描述的說(shuō)明書中，所述兩種類型的電流包括幅值比另一個(gè)電流的 幅值大的“大電流”和幅值比另一個(gè)電流的幅值小的“小電流”。大電流和小電流流經(jīng)通過(guò) 電磁繼電器的彼此相反的路徑。通過(guò)選擇性地激勵(lì)線圈或?qū)⒕€圈去激勵(lì)，大電流和小電流 中的每一個(gè)可被導(dǎo)通/截止(傳導(dǎo)/中斷)。因此，在每個(gè)觸點(diǎn)部中，消弧磁構(gòu)件使在大電流被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧延伸的方 向與指向固定支撐件的頂端的方向(即，頂端方向)一致。因此，可以在電弧被抑制的情況 下平穩(wěn)地中斷。這意味著這種結(jié)構(gòu)被賦予了使在大電流被中斷時(shí)所引起的電弧延伸從而消 滅該電弧的優(yōu)先權(quán)。這對(duì)于大電流和小電流來(lái)說(shuō)將形成可靠的消滅。原因如下。取決于電流被中斷時(shí)的電流流動(dòng)的方向，消弧磁構(gòu)件延伸電弧的方向改變至相反 方向。因此，如上所述，電磁繼電器不能被設(shè)置為使得當(dāng)任一電流被中斷時(shí)電弧的延伸方向 與固定支撐件的頂端方向一致。然而，盡管需要電弧延伸更大的距離以消滅當(dāng)大電流被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧，但當(dāng) 小電流被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧被消滅時(shí)，電弧延伸的距離相對(duì)小。因此，即使當(dāng)小電流被中斷 時(shí)產(chǎn)生的電弧的延伸方向與固定支撐件的延伸方向(其與頂端方向相反)一致并且電弧延 伸的距離為小，仍可以相對(duì)平穩(wěn)地進(jìn)行滅弧。另一方面，當(dāng)大電流被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧(大 電流電弧)的延伸方向與固定支撐件的延伸方向一致并且電弧延伸的距離為小時(shí)，可能難 以進(jìn)行滅弧。因此，本發(fā)明被構(gòu)造成使得消弧磁構(gòu)件使在大電流被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧的延伸 方向與固定支撐件的頂方向一致。因此，可以容易地延伸當(dāng)大電流被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧。因 此，總體上可以有助于滅弧。
因此，當(dāng)可靠地中斷選擇性地沿彼此相反的方向流動(dòng)的大電流和小電流時(shí)，可以 平穩(wěn)地將電弧消滅。本發(fā)明的電磁繼電器用作例如在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛等中用于驅(qū)動(dòng)的高壓電 路中的繼電器。


在附圖中圖1是常規(guī)示例中的電磁繼電器的水平剖視示圖；圖2是在常規(guī)示例中當(dāng)電磁繼電器切換至中斷狀態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的電弧的示圖；圖3是常規(guī)示例中的電弧的端部的移動(dòng)的示圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電磁繼電器的水平剖視示圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的處于傳導(dǎo)狀態(tài)的電磁繼電器的垂直剖視示圖；圖6是根據(jù)第一實(shí)施例的處于中斷狀態(tài)的電磁繼電器的垂直剖視示圖；圖7是根據(jù)第一實(shí)施例的處于傳導(dǎo)狀態(tài)的觸點(diǎn)部的示圖；圖8是根據(jù)第一實(shí)施例的處于中斷狀態(tài)的觸點(diǎn)部的示圖；圖9是當(dāng)電磁繼電器切換到中斷狀態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的電弧的示圖；圖10是包括電磁繼電器的電源電路的示圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸點(diǎn)部沿著固定支撐件的長(zhǎng)度方向的剖視示 圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的觸點(diǎn)部沿著固定支撐件的長(zhǎng)度方向的剖視示 圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的觸點(diǎn)部沿著固定支撐件的長(zhǎng)度方向的剖視示 圖；以及圖14是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電磁繼電器的水平剖視示圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，將描述根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。(第一實(shí)施例)參照?qǐng)D4至圖10，現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電磁繼電器。根據(jù)第一實(shí)施例的電磁繼電器1在傳導(dǎo)和中斷沿兩個(gè)方向具有相互不同大小的 電流之間切換。如圖4至圖6所示，電磁繼電器1包括線圈2、一對(duì)觸點(diǎn)部3、消弧磁構(gòu)件4以及支 撐(容納)電磁繼電器1的各個(gè)組件的主體10。線圈2通過(guò)被激勵(lì)而產(chǎn)生磁力。所述一對(duì) 觸點(diǎn)部9通過(guò)磁力打開和閉合。消弧磁構(gòu)件4被設(shè)置為與每個(gè)觸點(diǎn)部3的外側(cè)相鄰。消弧 磁構(gòu)件4延伸(S卩，移動(dòng)和拉)在觸點(diǎn)部3中產(chǎn)生的電弧8 (圖8和圖9)并消除電弧8。所述一對(duì)觸點(diǎn)部3通過(guò)一對(duì)固定觸點(diǎn)320和一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310來(lái)構(gòu)造。每個(gè)固 定觸點(diǎn)310被支撐在靠近每個(gè)固定支撐件32的頂部，每個(gè)固定支撐件32由固定到主體10 的一對(duì)導(dǎo)體來(lái)構(gòu)造。所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310固定到由導(dǎo)體所構(gòu)造的可移動(dòng)支撐件，所述 導(dǎo)體通過(guò)磁力朝向和遠(yuǎn)離固定支撐件32移動(dòng)。所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310被設(shè)置為與所述
5一對(duì)固定觸點(diǎn)320相對(duì)。如圖8和圖9所示，兩個(gè)觸點(diǎn)部3被配置為使得消弧磁構(gòu)件4使在大電流被中斷 時(shí)產(chǎn)生的電弧8延伸的方向與指向每個(gè)固定支撐件32的頂部的方向一致。在本實(shí)施例中，指向每個(gè)固定支撐件32的頂部的方向即在圖4中的向下方向被稱 作頂方向，而頂方向的相反方向即在圖4中的向上方向被稱作每個(gè)固定支撐件32的延伸方 向。因此，在圖7和圖8中，頂方向由來(lái)自于紙面的箭頭表示，延伸方向由進(jìn)入紙面的箭頭 表不。如圖4所示，沿著固定支撐件32的長(zhǎng)度方向的固定支撐件32的頂部321的位置 在與設(shè)置在固定支撐件32中的固定觸點(diǎn)320相鄰的消弧磁構(gòu)件4的磁通量產(chǎn)生表面40的 形成區(qū)域內(nèi)。與沿相鄰于磁通量產(chǎn)生表面40的固定支撐件32的長(zhǎng)度方向的觸點(diǎn)部3的中心相 比，磁通量產(chǎn)生表面40的中心沿固定支撐件32的頂方向被進(jìn)一步定位。所述一對(duì)固定支撐件32的頂方向是相同的方向。所述一對(duì)消弧磁體4的彼此相 反的磁通量產(chǎn)生表面40的電極具有相同的極性。如圖5和圖6所示，根據(jù)第一實(shí)施例的電磁繼電器1包括可移動(dòng)芯11、固定支撐 件32和可移動(dòng)支撐件31。可移動(dòng)芯11通過(guò)固定到主體10的線圈2所產(chǎn)生的磁力沿軸向 方向前后移動(dòng)。固定支撐件32支撐所述一對(duì)固定觸點(diǎn)320并固定到主體10?？梢苿?dòng)支撐 件10保持所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310處于短路狀態(tài)。所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310被設(shè)置為與 所述一對(duì)固定觸點(diǎn)320相對(duì)。所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310卷曲并固定到由金屬板制成的可移動(dòng)支撐件31的兩個(gè) 端部附近，以使可移動(dòng)觸點(diǎn)310彼此短路。固定支撐件32固定到由樹脂制成的桿13。如圖4所示，每個(gè)固定支撐件32的另 一端，即與上面提供有每個(gè)固定觸點(diǎn)320的頂部相對(duì)的一端，用作為外部端子322并暴露于 電磁繼電器1的外面。消弧磁構(gòu)件4通過(guò)插入模制(insert-molding)、壓配合等嵌入在桿13中。如圖4至圖8所示，一對(duì)消弧磁構(gòu)件4被設(shè)置為使得相對(duì)的磁通量產(chǎn)生表面40具 有相同的極性。換句話說(shuō)，在每個(gè)弧產(chǎn)生磁體4中，S極4s面向觸點(diǎn)部3。如圖5和圖6所示，可移動(dòng)芯11包括柱塞111、軸112，和絕緣體113。柱塞111在 線圈2的內(nèi)周緣孔20內(nèi)沿軸向方向前后移動(dòng)。軸112插入到柱塞111中并由柱塞保持。由 諸如樹脂的絕緣材料形成的絕緣體113被設(shè)置為比柱塞111更接近于可移動(dòng)支撐件31 — 側(cè)。柱塞111、軸112和絕緣體113被配置為沿著軸向方向整體前后移動(dòng)。可移動(dòng)芯11通過(guò)芯回返裝置12朝向可移動(dòng)支撐件31推進(jìn)。芯回返裝置12被設(shè) 置為夾在固定芯15和柱塞111之間。由磁性材料制成的固定芯15設(shè)置在在線圈架(bobbin) 14的內(nèi)表面140內(nèi)。線圈 架14被設(shè)置為覆蓋線圈2的內(nèi)周緣孔20。由磁性材料制成的磁軛16和板17設(shè)置在在線圈2的周緣中。固定芯15、柱塞 111、板17和磁軛16為由于線圈2被激勵(lì)所產(chǎn)生的磁通量構(gòu)造路徑。接下來(lái)，將詳細(xì)描述根據(jù)第一實(shí)施例的電磁繼電器1的操作。當(dāng)線圈2被激勵(lì)時(shí)，建立傳導(dǎo)狀態(tài)，其中所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310和所述一對(duì)固定觸點(diǎn)320相接觸，如圖5所示。換句話說(shuō)，由于線圈2被激勵(lì)，在線圈2周圍產(chǎn)生磁通量。這里，由線圈2被激勵(lì) 所產(chǎn)生的磁力大于芯回返裝置12的推進(jìn)力。因此，如圖5所示，可移動(dòng)芯11被磁力拉向朝 固定芯15的方向。另一方面，如圖5所示，芯回返裝置12被柱塞111壓向線圈2 —側(cè)，并 被壓縮。如圖5所示，可移動(dòng)支撐件31被支撐件推進(jìn)工具18壓向固定支撐件32 —側(cè)。因 此，可移動(dòng)支撐件31伴隨著可移動(dòng)芯11朝向固定支撐件32 —側(cè)移動(dòng)?？梢苿?dòng)支撐件31 與可移動(dòng)芯11整體地移動(dòng)到所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310和所述一對(duì)固定觸點(diǎn)320形成接觸 的位置。然后，由于即使可移動(dòng)觸點(diǎn)310和固定觸點(diǎn)320形成接觸后可移動(dòng)芯11仍然被持 續(xù)地拉向線圈2—側(cè)，所以，可移動(dòng)支撐件31和可移動(dòng)芯11在此時(shí)分離。如圖5所示，可 移動(dòng)芯11然后移動(dòng)到軸112的下端部與設(shè)置在固定芯15內(nèi)的底部150形成接觸的位置并 在此位置停止。這時(shí)，可移動(dòng)支撐件31被支撐件推進(jìn)工具18壓向線圈2—側(cè)。可移動(dòng)觸 點(diǎn)310和固定觸點(diǎn)320保持接觸?？梢苿?dòng)觸點(diǎn)310和固定觸點(diǎn)320以足夠的接觸壓力保持 接觸狀態(tài)，因此建立傳導(dǎo)狀態(tài)。在傳導(dǎo)狀態(tài)，如圖7所示，從一個(gè)固定支撐件32的一端(外部端子322)流出的大 電流81通過(guò)固定觸點(diǎn)320和可移動(dòng)觸點(diǎn)310流到可移動(dòng)支撐件31。然后，大電流81流經(jīng) 另一可移動(dòng)觸點(diǎn)310和另一固定觸點(diǎn)320，并流到另一固定支撐件32。小電流82流經(jīng)與大 電流81的路徑相反的路徑，如圖7中的虛線所示。另一方面，當(dāng)將線圈2去激勵(lì)時(shí)，如圖6所示，建立中斷狀態(tài)，其中可移動(dòng)觸點(diǎn)310 與固定觸點(diǎn)320不接觸。在中斷狀態(tài)下，通過(guò)線圈2被激勵(lì)所產(chǎn)生的磁力消失。因此，以與在傳導(dǎo)狀態(tài)下相 反的方式，可移動(dòng)芯11通過(guò)芯回返裝置12壓向可移動(dòng)支撐件31 —側(cè)。換句話說(shuō)，由于芯回返裝置12的推進(jìn)力大于支撐件推進(jìn)工具18的推進(jìn)力，所以， 可移動(dòng)支撐件31由可移動(dòng)芯11按壓并與可移動(dòng)芯11沿遠(yuǎn)離線圈2的方向移動(dòng)。然后，可 移動(dòng)支撐件31沿所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)310和所述一對(duì)固定觸點(diǎn)320分離的方向移動(dòng)?？?移動(dòng)觸點(diǎn)310和固定觸點(diǎn)320不接觸的中斷狀態(tài)被建立。這里，當(dāng)電磁繼電器1從傳導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到中斷狀態(tài)時(shí)，如圖8所示，會(huì)在可移動(dòng)觸 點(diǎn)310和固定觸點(diǎn)320之間產(chǎn)生電弧8。例如，不同于第一實(shí)施例，當(dāng)不設(shè)置消弧磁構(gòu)件4 時(shí)，電弧8流動(dòng)經(jīng)過(guò)可移動(dòng)觸點(diǎn)310和固定觸點(diǎn)320之間的最短距離(參見圖9中的標(biāo)號(hào) 8a)。因此，即使在中斷狀態(tài)下，大電流81仍舊流動(dòng)并導(dǎo)致短路。當(dāng)短路狀態(tài)繼續(xù)時(shí)，電磁 繼電器1和構(gòu)成并入有電磁繼電器1的電路的每個(gè)電子組件可能被損壞。另一方面，由于提供了根據(jù)第一實(shí)施例的消弧磁構(gòu)件4，所以，電弧8可以被延伸 并被消滅，如圖9所示。這里，在洛侖茲力F施加到電弧8之前，電弧8具有在可移動(dòng)點(diǎn)310處的端點(diǎn)84 和在固定點(diǎn)320處的端點(diǎn)83，如標(biāo)號(hào)8a所示。然而，當(dāng)電弧8 (8b)由于產(chǎn)生洛侖茲力F而 移動(dòng)時(shí)，端點(diǎn)84移動(dòng)到可移動(dòng)支撐件31，并且端點(diǎn)84移動(dòng)到固定支撐件32。然而，在大電流81被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8的端點(diǎn)83到達(dá)固定支撐件32的頂部 321，如由標(biāo)號(hào)8b指示的實(shí)線所示。因此，端點(diǎn)83不再進(jìn)一步移動(dòng)。電弧8(8b)被充分地延伸并可以被消滅。另一方面，在小電流82被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8的端點(diǎn)83移動(dòng)到固定支撐件32 的延伸側(cè)(外部端子322 —側(cè))，如由標(biāo)號(hào)8b指示的虛線所示。因此，端點(diǎn)83沿著固定支 撐件32移動(dòng)了明顯的距離。因此，電弧8不能被充分地延伸。然而，因?yàn)榛谛‰娏?2的 電弧8可相對(duì)容易地被消滅，所以，即使當(dāng)電弧8延伸的距離小時(shí)，電弧8仍可以被消滅。這樣，沿相反方向的大電流81 (功率運(yùn)行期間的電流)和小電流82(再生期間的 電流)可以被平穩(wěn)地中斷。如圖10所示，電磁繼電器1用作以被并入在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛等的電 機(jī)的電源電路5中。電源電路5形成在直流電源51和旋轉(zhuǎn)電機(jī)52之間，旋轉(zhuǎn)電機(jī)52為三相交流電驅(qū) 動(dòng)電機(jī)。電源5包括轉(zhuǎn)換器53和逆變器54。轉(zhuǎn)換器53升高(升壓)直流電源51或降低 (降壓)再生功率。逆變器54實(shí)施直流功率和交流功率之間的轉(zhuǎn)變。電磁繼電器1連接到 轉(zhuǎn)換器53和逆變器54與直流電源51之間的正極側(cè)電流路徑和負(fù)極側(cè)電流路徑，分別用作 為主繼電器571和572。與電阻58串聯(lián)連接的預(yù)充電繼電器573進(jìn)一步與設(shè)置在正極側(cè)電 流路徑中的主繼電器571并聯(lián)連接。預(yù)充電繼電器573可以是也可以不是本發(fā)明的電磁繼 電器lo電容器55以懸置方式連接在正極側(cè)電流路徑和負(fù)極側(cè)電流路徑之間。電流傳感 器56連接在位于負(fù)極側(cè)上的主繼電器572和直流電源51之間。由于前面描述的配置，在直流電源51與轉(zhuǎn)換器53及逆變器54之間的電流的傳導(dǎo) 和中斷之間進(jìn)行切換。在電磁繼電器1中，從直流電源51供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)52的大電流81沿 功率行進(jìn)方向流動(dòng)。替代地，從旋轉(zhuǎn)電機(jī)52到直流電源51所聚集的小電流82沿再生方向 流動(dòng)(參見圖7)。沿功率行進(jìn)方向的大電流81大于沿再生方向的小電流82。在電源電路5中執(zhí)行下面的操作。換句話說(shuō)，當(dāng)車輛的點(diǎn)火開關(guān)首次接通時(shí)，負(fù)極側(cè)上的主繼電器572和預(yù)充電繼 電器573順序地導(dǎo)通(進(jìn)入傳導(dǎo)狀態(tài))。電容器55開始充電。此時(shí)，電阻58限制涌入電流 流入電源電路5中。電容器55逐漸充電。在電容器55充電后，正極側(cè)上的主繼電器571被導(dǎo)通。開始向旋轉(zhuǎn)電機(jī)52供電。 預(yù)充電繼電器573關(guān)斷。在該時(shí)間期間，沿功率行進(jìn)方向的電流(大電流81)流經(jīng)電磁繼 電器1 O在這種情況下，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)52中聚集的功率通過(guò)電源電路5返回到直流電源51。 換句話說(shuō)，沿與功率行進(jìn)方向相反的再生方向的電流(小電流82)此時(shí)流經(jīng)電磁繼電器1。然后，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷時(shí)，兩個(gè)主繼電器571和572關(guān)斷，并且電源電路5中的傳 導(dǎo)中斷。當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)52、轉(zhuǎn)換器53、逆變器54等發(fā)生異常時(shí)，配置主繼電器571和572的 電磁繼電器1切換到中斷狀態(tài)。結(jié)果，電流被中斷，并且保護(hù)每個(gè)電子組件。接下來(lái)，將描述根據(jù)第一實(shí)施例獲得的效果。根據(jù)第一實(shí)施例的電磁繼電器1被配置為使得在兩個(gè)觸點(diǎn)部3中，消弧磁構(gòu)件4 使當(dāng)沿兩個(gè)方向的電流中的大電流81被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8延伸的方向?yàn)楣潭ㄖ渭?32的頂方向。因此，可以平穩(wěn)地中斷沿兩個(gè)方向的電流。
換句話說(shuō)，消弧磁構(gòu)件4延伸電弧8的方向基于在電流被中斷時(shí)電流流動(dòng)的方向 而在相反方向之間變化。因此，如前所述，當(dāng)沿兩個(gè)彼此相反的方向流動(dòng)的電流中的任一個(gè) 電流被中斷時(shí)，電磁繼電器1不能設(shè)置為使得電弧8延伸的方向?yàn)榕c固定支撐件32的延伸 方向相反的方向，即固定支撐件32的頂方向。然而，盡管電弧8需要延伸更大的距離以消滅當(dāng)具有大電流值的大電流81被中斷 時(shí)所產(chǎn)生的電弧8，但是，在當(dāng)具有小電流值的小電流82被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8被消滅 時(shí)，電弧8延伸的距離相對(duì)小。因此，即使當(dāng)在小電流82被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8延伸的 方向與固定支撐件32的延伸方向相一致并且電弧8延伸的距離小時(shí)，仍可以相對(duì)平穩(wěn)地進(jìn) 行滅弧。另一方面，當(dāng)在大電流81被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8延伸的方向與固定支撐件32 的延伸方向相一致并且電弧8延伸的距離小時(shí)，可能難以進(jìn)行滅弧。因此，如圖9所示，本發(fā)明被配置為使得消弧磁構(gòu)件4使在大電流81被中斷時(shí)所 產(chǎn)生的電弧8延伸的方向?yàn)楣潭ㄖ渭?2的頂方向。結(jié)果，可以容易地延伸當(dāng)大電流81 被中斷時(shí)所產(chǎn)生的難以消滅的電弧8?？梢杂兄跍缁　Ｒ虼?，當(dāng)沿彼此相反的方向流動(dòng)的大電流81和小電流82被中斷時(shí)，可以平穩(wěn)地消 滅電弧8?？梢云椒€(wěn)地中斷電流。在消弧磁構(gòu)件4的磁通量產(chǎn)生表面40的形成區(qū)域內(nèi)在固定支撐件32的長(zhǎng)度方向 位置的固定支撐件32的頂部321的位置靠近設(shè)置在固定支撐件32中的固定觸點(diǎn)320。因 此，當(dāng)大電流81被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧8可在沿固定支撐件32的頂方向充分地延伸。換句 話說(shuō)，因?yàn)樽源磐慨a(chǎn)生表面40產(chǎn)生的磁通量同樣充分地形成在在固定支撐件32的頂部 321，所以電弧8可從固定支撐件32的頂部321朝著頂側(cè)充分地延伸。如圖4所示，與沿相鄰于磁通量產(chǎn)生表面40的固定支撐件32的縱向方向的觸點(diǎn) 部3的中心相比，消弧磁構(gòu)件4的磁通量產(chǎn)生表面40的中心沿頂方向被進(jìn)一步定位了長(zhǎng)度 L。因此，可以有效地延伸當(dāng)大電流81被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧8。另外，消弧磁構(gòu)件4可被制 得更加緊湊。一對(duì)固定支撐件32的頂方向?yàn)橄嗤姆较颉Ｒ粚?duì)消弧磁體4的彼此相對(duì)的磁通 量產(chǎn)生表面40的電極具有相同的極性(S極4s)。因此，當(dāng)大電流81被中斷時(shí)在所述一對(duì) 觸點(diǎn)部3處產(chǎn)生的電弧8可被延伸到固定支撐件32的頂側(cè)。換句話說(shuō)，因?yàn)樗鲆粚?duì)消弧 磁構(gòu)件元件4的磁通量產(chǎn)生表面40的電極是相同的，所以，所述一對(duì)觸點(diǎn)部3處的電弧8 所延伸的方向可以是相同的方向。當(dāng)所述一對(duì)固定支撐件32的頂方向相同時(shí)，該方向可以 與當(dāng)大電流81被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧8所延伸的方向一致。因?yàn)楣潭ㄖ渭?2的頂方向是相同的，所以，與固定支撐件32的頂部321相反地 形成的外部端子322可以在電磁繼電器1中沿相同的方向凸出。因此，可以有助于電磁繼 電器1的外部布線。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，提供了一種能夠平穩(wěn)地中斷沿兩個(gè)方向具有彼此不 同大小的電流的電磁繼電器。(第二實(shí)施例)參照?qǐng)D11，現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電磁繼電器。在本實(shí)施例和隨后的實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，與在前面的第一實(shí)施例中使用的 組件類似或相同的組件將被賦予與第一實(shí)施例中的組件相同的標(biāo)號(hào)。
如圖11所示，根據(jù)第二實(shí)施例，給出了一個(gè)示例，其中固定支撐件32的延伸部323 與頂部321相比進(jìn)一步延伸至頂側(cè)。延伸部323嵌入到絕緣樹脂構(gòu)件101內(nèi)。換句話說(shuō)，根據(jù)第二實(shí)施例的固定支撐件32的頂側(cè)的一部分由絕緣樹脂構(gòu)件101 覆蓋。固定支撐件32的由絕緣樹脂構(gòu)件101覆蓋的部分是延伸部323。暴露部分的位于最 接近頂端的部分是頂部321。固定支撐件32被插入模制到由絕緣樹脂構(gòu)件101所構(gòu)造的主體10上。在根據(jù)第二實(shí)施例的電磁繼電器1中，由于因消弧磁構(gòu)件4產(chǎn)生的磁場(chǎng)而產(chǎn)生洛 侖茲力F，當(dāng)大電流81被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧8的一個(gè)端點(diǎn)83移向位于固定支撐件32的暴 露部分中最接近頂側(cè)的部分，即頂部321。其它配置與根據(jù)第一實(shí)施例的配置相同。根據(jù)第二實(shí)施例，固定支撐件32可穩(wěn)定地固定到主體10?？梢垣@得與根據(jù)第一實(shí)施例的效果類似的其它效果。(第三實(shí)施例)參照?qǐng)D12，現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電磁繼電器。如圖12所示，根據(jù)第三實(shí)施例，給出了一個(gè)示例，其中固定支撐件32具有從頂部 321向與可移動(dòng)支撐件31相對(duì)的一側(cè)彎曲的彎曲延伸部324。彎曲延伸部324嵌入到絕緣 樹脂構(gòu)件101內(nèi)。與固定支撐件32的與可移動(dòng)支撐件31相對(duì)的相對(duì)表面325相比，絕緣樹脂構(gòu)件 101的表面102進(jìn)一步降低。根據(jù)第三實(shí)施例，彎曲延伸部324在絕緣樹脂構(gòu)件101內(nèi)進(jìn)一 步彎曲到頂側(cè)。其它配置與根據(jù)第一實(shí)施例的配置相同。根據(jù)第三實(shí)施例，固定支撐件32能夠穩(wěn)定地固定到主體10。另外，絕緣樹脂構(gòu)件 101防止了阻礙電弧8的延伸?？梢垣@得與根據(jù)第一實(shí)施例的效果類似的其它效果。(第四實(shí)施例)參照?qǐng)D13，現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電磁繼電器。如圖13所示，根據(jù)第四實(shí)施例，給出了一個(gè)示例，其中低電導(dǎo)率部326設(shè)置在固定 支撐件32的頂部321中。低電導(dǎo)率部326由電導(dǎo)率比固定支撐件32的電導(dǎo)率小的導(dǎo)體制 成。根據(jù)第四實(shí)施例，固定支撐件32由銅制成。固定觸點(diǎn)320由銀制成。低導(dǎo)電率部 326由鐵制成?？梢苿?dòng)支撐件31由銅制成，可移動(dòng)觸點(diǎn)310由銀制成。低電導(dǎo)率部326被卷曲并固定到固定支撐件32。其它配置與根據(jù)第一實(shí)施例的配置相同。根據(jù)第四實(shí)施例，當(dāng)大電流81被中斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8通過(guò)由消弧磁構(gòu)件4的磁 場(chǎng)產(chǎn)生的洛侖茲力F而沿固定支撐件32的頂方向延伸時(shí)，電弧8的端點(diǎn)83移向低電導(dǎo)率 部326。結(jié)果，由于低電導(dǎo)率部326的電阻，電弧8的電流值減小。電弧8更容易被消滅。低電導(dǎo)率部326由鐵制成。因此，可以獲得便宜的低電導(dǎo)率部326。另外，可以在 低電導(dǎo)率部326中獲得足夠的電阻。低電導(dǎo)率部326卷曲并固定到固定支撐件32。因此，低電導(dǎo)率部326可容易并牢
10固地固定到固定支撐件32。可以獲得與根據(jù)第一實(shí)施例的效果類似的其它效果。低電導(dǎo)率部326可被設(shè)置在可移動(dòng)支撐件31的端部311中，設(shè)置為與固定支撐件 32的頂部321相對(duì)，代替設(shè)置在固定支撐件32的頂部321中或者額外于頂部321。(第五實(shí)施例)參照?qǐng)D14，現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電磁繼電器。如圖14所示，根據(jù)第五實(shí)施例，給出電磁繼電器1的示例，其中一對(duì)固定支撐件32 的頂方向?yàn)橄喾捶较?。一?duì)消弧磁構(gòu)件4的彼此相反的磁通量產(chǎn)生表面40的電極具有相 反的極性。與一個(gè)觸點(diǎn)部3相對(duì)的消弧磁構(gòu)件4的磁通量產(chǎn)生表面40是S極4s。與另一個(gè) 觸點(diǎn)部3相對(duì)的消弧磁構(gòu)件4的磁通量產(chǎn)生表面40是N極4n。其它配置與根據(jù)第一實(shí)施例的構(gòu)造相同。根據(jù)第五實(shí)施例，消弧磁構(gòu)件4在兩個(gè)觸點(diǎn)部3中以相反方向延伸當(dāng)大電流被中 斷時(shí)所產(chǎn)生的電弧8。設(shè)置在每個(gè)觸點(diǎn)部3中的固定支撐件32的頂部321的方向被設(shè)定為 與電弧8延伸的方向一致。因此，以與根據(jù)第一實(shí)施例的方式類似的方式，在兩個(gè)觸點(diǎn)部3中，固定支撐件32 的頂部321的方向可以與當(dāng)大電流被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧8延伸的方向一致(參見圖11中 的實(shí)線箭頭8)。可以獲得與根據(jù)第一實(shí)施例的效果類似的其它效果。根據(jù)第一實(shí)施例，給出一個(gè)示例，其中與觸點(diǎn)部3相對(duì)的一對(duì)消弧磁構(gòu)件4的磁通 量產(chǎn)生表面40為S極4s。然而，磁通量產(chǎn)生表面40的極性均可以為N極。然而，在這個(gè) 例子中，所述一對(duì)固定支撐件32的頂方向與根據(jù)第一實(shí)施例的相反?？蛇x地，流經(jīng)觸點(diǎn)部 3的電流(大電流81和小電流82)方向反向。根據(jù)第五實(shí)施例，通過(guò)固定支撐件32的頂方向或電流流動(dòng)的方向相應(yīng)地改變，可 以改變磁通量產(chǎn)生表面40的磁極。換句話說(shuō)，在兩個(gè)觸點(diǎn)部3中，只要獲得如下配置，即消弧磁構(gòu)件4延伸當(dāng)大電流 81被中斷時(shí)產(chǎn)生的電弧8的方向是固定支撐件32的頂方向，便可以以不同方式改變消弧磁 構(gòu)件4的磁極、固定支撐件32的頂方向等。至此已經(jīng)描述了本發(fā)明的各個(gè)模式。然而，本發(fā)明不旨在局限于上面描述的模式， 而是可以以各種方式進(jìn)行修改。然而，這些各種修改也旨在被本發(fā)明涵蓋。
權(quán)利要求
一種電磁繼電器，所述電磁繼電器在傳導(dǎo)和中斷流經(jīng)所述電磁繼電器的電流之間切換，所述電流為幅值互不相同并且流經(jīng)通過(guò)所述電磁繼電器的彼此相反的路徑的兩種類型的電流，包括線圈，所述線圈通過(guò)被激勵(lì)而產(chǎn)生磁力；一對(duì)觸點(diǎn)部，所述一對(duì)觸點(diǎn)部通過(guò)所述磁力打開并閉合，其中所述一對(duì)觸點(diǎn)部包括一對(duì)固定觸點(diǎn)和一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)，所述一對(duì)固定觸點(diǎn)通過(guò)由導(dǎo)電材料制成的一對(duì)固定支撐件來(lái)支撐，每個(gè)固定觸點(diǎn)被支撐在靠近所述固定支撐件中的一個(gè)的頂部，所述一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)被固定到由導(dǎo)電材料制成的可移動(dòng)支撐件、被布置為與所述一對(duì)固定觸點(diǎn)相對(duì)、并被形成為響應(yīng)于所述磁力朝向和遠(yuǎn)離所述固定支撐件移動(dòng)；以及兩個(gè)消弧磁構(gòu)件，所述兩個(gè)消弧磁構(gòu)件在空間上延伸在每個(gè)觸點(diǎn)部處所產(chǎn)生的電弧以消滅所述電弧，每個(gè)消弧磁構(gòu)件與每個(gè)觸點(diǎn)部相鄰，使得通過(guò)中斷兩種類型的電流所產(chǎn)生的電弧在每個(gè)觸點(diǎn)部處朝向每個(gè)固定支撐件的頂端延伸，其中一個(gè)電流的幅值大于另一電流的幅值。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁繼電器，其特征在于，每個(gè)消弧磁構(gòu)件具有磁通量產(chǎn)生表 面，由所述磁通量產(chǎn)生表面產(chǎn)生用于消滅所述電弧的磁通量，每個(gè)固定支撐件的所述頂部沿所述固定支撐件的縱向方向具有端部，所述端部被定位 成與每個(gè)消弧磁構(gòu)件的磁通量產(chǎn)生表面相對(duì)，使得每個(gè)固定觸點(diǎn)位于由所述磁通量產(chǎn)生的 氛圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁繼電器，其特征在于，每個(gè)固定支撐件具有延伸部，所述延 伸部沿所述頂部延伸的方向從所述頂部延伸，所述延伸部嵌入在絕緣樹脂構(gòu)件內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的電磁繼電器，其特征在于，每個(gè)固定支撐件具有彎曲延伸部，所 述彎曲延伸部從所述頂端延伸、沿與可移動(dòng)支撐件相反的方向彎曲、并且嵌入在絕緣樹脂 構(gòu)件中，其中所述絕緣樹脂構(gòu)件具有比所述固定支撐件的表面更低的表面，所述固定支撐 件的所述表面與所述可移動(dòng)支撐件相對(duì)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的電磁繼電器，其特征在于，每個(gè)固定支撐件被插入模制到所 述電磁繼電器的主體上。
6.如權(quán)利要求2-5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁繼電器，其特征在于，每個(gè)消弧磁 構(gòu)件的磁通量產(chǎn)生表面沿所述固定支撐件的縱向方向的中心位置沿所述縱向方向比每個(gè) 觸點(diǎn)部的中心位置更偏向于每個(gè)固定支撐件的頂部。
7.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁繼電器，其特征在于，所述一對(duì)固 定支撐件的所述頂部指向于相同的方向，并且彼此面對(duì)的所述一對(duì)消弧磁構(gòu)件的磁通量產(chǎn) 生表面具有極性相同的電極。
8.如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁繼電器，其特征在于，每個(gè)固定支 撐件的每個(gè)頂端和所述可移動(dòng)支撐件的每個(gè)端部中的至少一個(gè)具有低電導(dǎo)率部，所述低電 導(dǎo)率部的電導(dǎo)率小于所述固定支撐件和所述可移動(dòng)支撐件中的任何一個(gè)支撐件的電導(dǎo)率， 所述低電導(dǎo)率部與所述固定支撐件的頂端相對(duì)。
9.如權(quán)利要求8所述的電磁繼電器，其特征在于，所述低電導(dǎo)率部由鐵制成。
10.如權(quán)利要求8或9所述的電磁繼電器，其特征在于，所述低電導(dǎo)率部卷曲到所述固 定支撐件和所述可移動(dòng)支撐件中的至少一個(gè)。
全文摘要
一種在傳導(dǎo)和中斷電流間切換的電磁繼電器，所述電流具有不同的幅值且流經(jīng)通過(guò)所述電磁繼電器的彼此相反的路徑。所述繼電器包括產(chǎn)生磁力的線圈和通過(guò)所述磁力而選擇性地打開和閉合的一對(duì)觸點(diǎn)部。觸點(diǎn)部包括一對(duì)固定觸點(diǎn)和一對(duì)可移動(dòng)觸點(diǎn)。每個(gè)固定觸點(diǎn)由一對(duì)導(dǎo)電的固定支撐件來(lái)支撐，并靠近于每個(gè)固定支撐件的頂部?？梢苿?dòng)觸點(diǎn)固定到導(dǎo)電的可移動(dòng)支撐件，并響應(yīng)于磁力而選擇性地朝向和遠(yuǎn)離所述固定支撐件移動(dòng)。所述繼電器還包括與觸點(diǎn)部相鄰的消弧磁構(gòu)件，使得通過(guò)中斷兩種類型的電流所產(chǎn)生的電弧在每個(gè)觸點(diǎn)部處朝頂端延伸，其中一個(gè)電流的幅值大于另一電流的幅值。
文檔編號(hào)H01H50/54GK101887823SQ20101022574
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者岡林淳夫, 小島清成, 尾崎學(xué), 廣瀨涉, 春原仁, 松岡久永, 神谷誠(chéng) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝;安電株式會(huì)社