專利名稱：開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)裝置，特別是涉及開關(guān)電流的電磁繼電器、開關(guān)、計時器等開關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的切斷直流電流的開關(guān)裝置，例如特表平9-510040號中公開的的密閉型繼電器裝置。
即通過線圈部分40的勵磁、消磁，柱塞9與鐵芯中心部4接觸或脫離，通過與上述柱塞9一體化的電樞部件8以及電樞軸10向軸心方向的滑動移動，可動接點盤21與固定接點22、22相接觸或脫離。
在上述密閉型繼電器裝置中，通過固定節(jié)點22內(nèi)部安裝的永久磁鐵33的磁力向外方吸引并切斷可動接點盤21與固定接點22、22接觸或脫離時所產(chǎn)生的電弧電流。
但是，為吸引并切斷上述電弧電流必須有規(guī)定的吸引量。因此，不能減小上述密閉型繼電器裝置中容納固定節(jié)點22以及可動接點盤21的構(gòu)造3，使裝置的小型化受到限制。
另外，通過上述密閉型繼電器裝置，即使按照規(guī)格配置永久磁鐵33的安裝方向性，即所謂的極性，在使用時電流流動方向如果變?yōu)橐?guī)定的相反方向，發(fā)生的電弧電流就被向內(nèi)吸引，將其切斷就比較困難。進而，通過上述密閉型繼電器裝置要開關(guān)交流電流時，由于交流電流中流動的電流的方向定期的改變，開關(guān)時產(chǎn)生的電弧電流不僅向外，同時還被向內(nèi)吸引。結(jié)果不容易可靠地切斷發(fā)生的電弧電流，存在開關(guān)特性可靠性低的問題。
本發(fā)明考慮到上述問題，以提高切斷性能并且使裝置小型化，提供開關(guān)特性可靠性高的開關(guān)裝置為目的。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到上述目的，本發(fā)明涉及的開關(guān)裝置將可動接觸片的一端部和固定接點相接觸或脫離從而開關(guān)接點，使在上述固定節(jié)點附近設(shè)置的永久磁鐵的磁極面以與上述可動接觸片的軸心垂直相交方式配置。
通過本發(fā)明，開關(guān)時產(chǎn)生的電弧電流根據(jù)弗萊明左手法則(洛侖茲力)，沿著永久磁鐵的磁極面旋轉(zhuǎn)地被吸引并切斷。因此，不需要現(xiàn)有的密閉型繼電器裝置那樣的較大空間，可以使裝置小型化。
在使用時切斷電流的流動方向即使變?yōu)槟娣较?，產(chǎn)生的電弧電流的旋轉(zhuǎn)方向也只不過變?yōu)橛倚D(zhuǎn)或左旋轉(zhuǎn)，即沿著永久磁鐵的磁極面的電弧電流旋轉(zhuǎn)并沒有改變，可以可靠地切斷產(chǎn)生的電弧電流。進而在開關(guān)交流電流時電流的方向即使定期的發(fā)生變化，產(chǎn)生的電弧電流也只是沿著永久磁鐵的磁極面向逆方向交互的旋轉(zhuǎn)，因此，不僅是直流電，即使為交流電，也能可靠地將電弧電流切斷，從而提高了開關(guān)特性的可靠性。
作為本發(fā)明的實施例，上述可動接觸片的兩端部分可以分別與固定接點相接觸或脫離。
通過本實施例，也可適用于兩端部與固定接點相接觸或脫離的可動接觸片，擴大了應用的范圍。
作為本發(fā)明的另一實施例，也可并列設(shè)置多個可動接觸片。
通過本實施例，由于多個可動接觸片并列設(shè)置，通過限流效果，電弧電壓降低。因此，電弧電流難以發(fā)生，即使發(fā)生也易于切斷。
作為本發(fā)明的又一實施例，也可以在相鄰的可動接觸片間設(shè)置臺階。
通過本實施例，由于多個節(jié)點的開關(guān)動作中產(chǎn)生了時間滯后，通過使可動接觸片的材質(zhì)不同，抑制了接入電流導致的的接點磨損，可以延長節(jié)點的壽命。
作為本發(fā)明再一實施例，也可使在可動接觸片的兩端側(cè)配置的永久磁鐵的極性為同一方向。
通過本實施例，發(fā)生的電弧電流被吸引為向相對的相反方向進行旋轉(zhuǎn)。因此，可以得到例如不只偏向于機箱一側(cè)進行加熱，而可將熱量分散在廣泛的范圍內(nèi)的、具有優(yōu)良的冷卻性的開關(guān)裝置。
作為本發(fā)明的又一實施例，在永久磁鐵和可動接觸片、固定節(jié)點之間也可以設(shè)置至少遮蔽上述永久磁鐵的磁極面的遮蔽壁。
通過本實施例，永久磁鐵的磁極面由遮蔽壁保護，具有防止永久磁鐵損壞的作用。


圖1為表示本發(fā)明涉及的開關(guān)裝置適用于直流電流切斷用繼電器的實施例的立體圖；圖2為圖1的分解立體圖；圖3為圖2中表示的繼電器本體的分解立體圖；圖4為圖3中表示的電磁鐵塊的分解立體圖；圖5為圖4中表示的密封箱的分解立體圖；圖6為表示圖5中表示的密封箱的鉚接方法的放大剖面圖；圖7為圖3所示可動接點塊的分解立體圖；圖8為圖3所示固定接點塊的分解立體圖；圖9為圖3所示固定接點塊的分解立體圖；圖10為圖1所示的開關(guān)裝置的縱剖面圖；圖11為圖10的部分擴大剖面圖；圖12為從另一角度表示本發(fā)明涉及的實施例的繼電器的縱剖面圖；圖13為圖12的局部放大圖；圖14為圖1所示開關(guān)裝置的橫剖面圖；圖15為表示本發(fā)明的實施例涉及的電弧電流切斷機構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1到圖15的

本發(fā)明涉及的實施例。
本發(fā)明涉及的第一實施例為適用于直流負載開閉用繼電器的情況，如圖1以及圖2所示，在一體化的箱形機殼10和箱形蓋15所劃分的空間內(nèi)，容納了繼電器本體20。
如圖2所示，上述箱形機殼10具有可容納后述的電磁鐵塊30的凹部11，在位于對角線上的一對的平面角部上設(shè)置固定用通孔12，同時，在剩下的平面角部上設(shè)置連接用凹部13，在上述連接用凹部13中埋設(shè)連接用螺母(未圖示)。
上述箱形蓋15可以和上述箱形機殼10嵌合，同時具有可以收容后述的密封機殼塊40的形狀。進而，在上述箱形蓋15的頂部，設(shè)置使繼電器本體20的連接端子75、85突出的連接孔16、16，同時還突出設(shè)置容納排氣管21的凸部17、17。上述凸部17、17通過隔壁18而連接，其還有作為絕緣壁的功能。通過使上述箱形蓋15的下方開口邊緣部上設(shè)置的卡合孔19和上述箱形機殼10的上方開口邊緣部上設(shè)置的卡合爪14相卡合，使兩者結(jié)合成為一體。
繼電器本體20如圖3所示，在搭載于電磁鐵塊30的密封箱塊40中封入接點機構(gòu)塊50。
上述電磁鐵塊30如圖4所示，并列設(shè)置有卷繞線圈31的一對卷軸32，并且通過兩根鐵芯37以及軛鐵39使其一體化。
在上述卷軸32兩端設(shè)置的凸緣部32a、32b中，在下側(cè)凸緣部32a相對的兩側(cè)端面上分別從側(cè)方壓入中繼端子34、35。卷繞上述卷軸32的線圈31的一端捆扎并焊接在一個中繼端子34的一端34a(捆扎部)，其另一端捆扎并焊接在另一個中繼端子35的一端35a(捆扎部)。上述中繼端子34、35中，將上述捆扎部34a卷起，同時也將另一端部(連接部)35b卷起。在并列設(shè)置的卷軸32、32上安裝的中繼端子34、35中，相鄰的一個中繼端子35的連接部35b和另一中繼端子34的捆扎部34a焊接結(jié)合在一起。進而，相鄰的一個中繼端子35的捆扎部35a和另一中繼端子34的連接部34b焊接結(jié)合在一起，從而兩根線圈31、31連接在一起。上述卷軸32中的一對凸緣部32a、32b中分別架設(shè)了線圈端子36、36，分別連接到上述中繼端子34、35的連接部34b、35b上(圖3)。
密封箱塊40由可以收容后述的接點機構(gòu)塊50的密封箱41和密封上述密封箱41的開口部的密封蓋45所構(gòu)成。在上述密封箱41的底面設(shè)置用于壓入鐵芯37的一對壓入孔42(圖5)。另外，上述密封蓋45中設(shè)置了可以將后述的接點機構(gòu)塊50的連接端子75、85插入的一對插通孔46、46和可以與排氣管21動配合的動配合孔47。
上述磁鐵塊30和密封箱40的組裝，按照下面的順序進行。
開始在卷軸32一邊的凸緣部32a處分別壓入中繼端子34、35，在上述卷軸上卷繞線圈31，將引出線分別捆扎并焊接在上述中繼端子34、35的捆扎部34a、35a上。接著并列設(shè)置將上述中繼端子34、35的捆扎部34a、35a以及連接部34b、35b卷起的一對卷軸32。進而將相鄰的中繼端子35的捆扎部35a和另一個中繼端子34的連接部34b焊接連接。進而將鄰接的中繼端子35的連接部35b和另一中繼端子34的捆扎部34a焊接連接，從而使線圈31、31相連接。
如圖5所示，在密封箱41的底面上設(shè)置的壓入孔42中分別插入鐵芯37，突出的鐵芯37的軸部37a上嵌合管38。從上述管38的開口邊緣部沿上述鐵芯37的軸心方向加壓，如圖6所示，上述鐵芯37的軸部37a的直徑D1比密封箱41的壓入孔42的直徑d1以及管38的內(nèi)徑d2小。但是，鐵芯37的的頸部37b的直徑D2比密封箱41的壓入孔42的直徑d1以及管38的內(nèi)徑大。因此，如果在鐵芯37的軸心方向加壓，鐵芯37的頸部37b就會撐大密封箱41的壓入孔42而壓入，同時也撐大管38的內(nèi)徑而壓入。進而，上述管38的開口邊緣部以及鐵芯37的頭部(磁極部)37c在密封箱41的壓入孔42的開口邊緣部處由上下壓接。從而密封箱41的壓入孔42的開口邊緣部由三處鉚接固定。
通過本實施例，密封箱41由比鐵芯37以及管38熱膨脹系數(shù)較大的材料，例如鋁所形成。從而具有即使溫度變化，也不會損害氣密性的優(yōu)點。
其原因在于，溫度上升時，各部件即使膨脹，密封箱41的厚度方向的膨脹比其它部件相對要大，因此密封箱41可以被鐵芯37的頭部37c以及管38牢固地夾持。另外，溫度下降時，即使各部件收縮，密封箱41的壓入孔42的直徑方向上的收縮比其它部件大，因此可以緊箍住鐵芯37的頸部37b。
保持氣密性的同時，為了防止發(fā)生熱應力，最好使鐵芯37和管38的熱膨脹系數(shù)大致相等。
上述卷軸32的中心孔32c中分別插入鐵芯37以及管38，突出的鐵芯37的前端部插入軛鐵39的沖壓孔39a中并進行鉚接固定，從而完成了搭載密封箱41的電磁鐵塊30。在上述軛鐵39和卷軸32的凸緣部之間，為了提高絕緣性能，設(shè)置了絕緣片39b(圖4)。
在卷軸32的一對凸緣部32a、32b中分別架設(shè)線圈端子36，同時將線圈端子36的下端部連接到中繼端子34、35的連接部34b、35b上。
如圖3所示，接點機構(gòu)塊50由可動接點塊60、其兩側(cè)上安裝的固定接點塊70、80和將其嵌合并單元化的絕緣箱90構(gòu)成。
如圖7A所示，上述可動接點塊60中在可動絕緣臺61中將一對并列設(shè)置的可動接觸片62、63與接點彈簧64安裝在一起。上述可動絕緣臺61如圖7B所示，其中央部下面突出設(shè)置了斷面為大致“十”字狀的腳部61a，同時其兩側(cè)部上通過插入線圈狀恢復彈簧65中的鉚釘66而鉚接固定可動鐵片67。上述可動鐵片67的下面由遮磁板68所覆蓋。
上述可動接觸片62、63中在帶狀導電材料一側(cè)邊緣處向側(cè)方向上突出設(shè)置了防脫落的突出部62a、63a。上述可動接觸片62、63中一個可動接觸片62為可以承受沖擊電流的高熔點鉬制帶狀導電材料，另一個可動接觸片63為在較厚的帶狀銅板的表面上鍍銀所形成。
上述接點彈簧64是為在上述可動接觸片62、63上施加接點壓而設(shè)置，上述接點彈簧64是將帶狀彈簧材料彎曲成大致山形，同時其兩端邊緣部彎曲并形成卡合爪64a、64a。
通過在上述可動絕緣臺61內(nèi)并列設(shè)置的一對安裝孔61b、61c上分別插入上述可動接觸片62、63以及接點彈簧64、64進行組裝，可動接觸片62、63的兩端部上卡合接點彈簧64的卡合爪64a。從而抑制了上述可動接觸片62、63的上下方向的不穩(wěn)晃動。進而通過上述可動接觸片62、63的防脫落的突出部62a、63a分別卡合在可動絕緣臺61的組裝孔61b、61c的開口邊緣部上，從而防止了接點彈簧64以及可動絕緣臺62、63的脫落。通過將上述可動接觸片62定位在相對于上述可動接觸片63較低的位置上，在一對上述可動接觸片62、63之間產(chǎn)生了臺階，從而上述可動接觸片62在上述可動接觸片63接觸固定接點78b之前接觸固定接點78a。
上述固定接點塊70、80如圖8以及9所示為同一形狀，在樹脂成型的固定接點臺71、81上分別安裝鉚接固定連接端子75、85的剖面大致為C字形的固定接點端子76、86以及永久磁鐵77、87。上述固定接點臺71、81將突出配合用的突出部72、82分別向內(nèi)側(cè)突出設(shè)置的同時，在垂直下方上突出設(shè)置了支持用腳部73、83。
上述固定接點端子76和86在其下邊緣部上有突出加工分別形成一對固定接點部78a、78b和88a、88b。上述永久磁鐵77、87安裝成使其磁極面77a、87a與上述固定接點端子76、86的內(nèi)側(cè)面結(jié)合。因此永久磁鐵77、87的磁極面77a、87a位于一對固定連接部78a、78b以及86a、86b的附近。
上述絕緣箱90如圖3所示將接點機構(gòu)塊50單元化。將一對的固定接點塊70、80從兩側(cè)安裝在可動接點塊60以后，通過嵌合在其中，上述連接端子75、85突出從上述絕緣箱90的端子孔91、91。進而在上述絕緣箱90中，在上述端子孔91的附近處設(shè)置一對的排氣孔92，設(shè)置一對的排氣孔92是為了消除組裝時的方向性。
下面，說明上述接點機構(gòu)塊50的組裝順序。
首先，在可動絕緣臺61上通過插通恢復彈簧65的鉚釘66安裝可動鐵片67和遮磁板68。然后，在上述可動絕緣臺61上安裝可動接觸片62、63以及接點彈簧64、64。接著，向上拉上述恢復彈簧65的下端，同時在可動絕緣臺61的兩側(cè)安裝固定接點塊70、80，使突出配合用的突出部72、82相互突出配合。進而，通過在上述固定接點塊70、80上嵌合絕緣箱90，完成了接點機構(gòu)塊50。
在電磁鐵塊30上搭載的密封箱41中插入上述接點機構(gòu)塊50后，固定接點臺70、80的腳部73、83與鐵芯37的磁極部的頭部37c觸接，可動鐵片67通過遮磁板68與磁極部37c可以接觸或脫離地相對。上述密封箱41上嵌合密封蓋45并焊接成一體。進而從動配合孔47向絕緣箱90的排氣孔92中壓入排氣管21。接著，向上述密封蓋45中注入密封材料(圖中未示)，固化后密封了連接端子75、85和排氣孔21的根部周圍。接著，從上述排氣管21排出密封箱40中的空氣，注入規(guī)定的混合氣體后，鉚接密封上述排氣管21。接著，通過在上述卷軸32的一對凸緣部32a、32b間架設(shè)安裝線圈端子36，從而完成了繼電器本體20。
將上述繼電器本體20收容在箱形機殼10的凹槽中，同時將線圈端子36配置在連接凹部13。進而，通過上述箱形機殼10上安裝蓋15，完成了直流電流切斷用繼電器。
下面說明上述構(gòu)成的繼電器的工作原理。
首先，在電磁鐵塊30的線圈31上沒有施加電壓的情況下，通過恢復彈簧65、65的彈力，抬高可動絕緣臺61(圖13A)。因此，可動鐵片67從鐵芯37的磁極部37c脫離，同時可動接觸片62和63的兩端部分別從固定接點78a、88a和78b、88b脫離。
接著，在上述線圈31上施加電壓后，鐵芯37的磁極部37c吸引可動鐵片67，可動鐵片67抵抗恢復彈簧65的彈簧力下降。為此，與可動鐵片67成一體化的可動絕緣臺61下降，可動接觸片62的兩端部和固定接點78a、88a接觸。接著，可動接觸片63的兩端部和固定接點78b、88b相接觸，可動鐵片67吸引到鐵芯37的磁極部37c上(圖13B)。
接著，停止向上述線圈31施加電壓時，通過恢復彈簧65的彈簧力將可動絕緣臺61上壓，與其成為一體的可動鐵片67從鐵芯37的磁極部37a脫離?？蓜咏佑|片63的兩端部從固定接點78b、88b處脫離后，可動接觸片62的兩端部從固定接點78a、88a處脫離。
上述可動接觸片62的兩端部從固定接點78a、88a處脫離時，即使產(chǎn)生了電弧電流，電弧電流由永久磁鐵77、87的磁力所吸引而被切斷。關(guān)于這一點參照圖14以及圖15詳細說明。
例如如圖15所示，上述永久磁鐵77的磁通從磁極面77a向箭頭方向產(chǎn)生。接著，如果可動鐵片67恢復，可動接觸片63的端部從固定接點部78b處脫離后，可動接觸片62的端部從固定接點部78a處脫離。因此電弧電流A從固定接點部78a處開始產(chǎn)生。但是根據(jù)弗萊明左手法則(或洛侖茲力)，電弧電流A被永久磁鐵77的磁力所吸引，其產(chǎn)生地方移動到固定接點部78b從而變?yōu)殡娀‰娏鰾。進而，上述電弧電流B通過永久磁鐵77的磁力被拉伸變?yōu)殡娀‰娏鰿，最后被切斷。
本實施例中電弧電流根據(jù)弗萊明左手法則，沿著永久磁鐵77、87的磁極面77a、87a旋轉(zhuǎn)地被拉伸并切斷。因此，不需要現(xiàn)有技術(shù)中用于切斷電弧電流的較大的空間，可以使裝置小型化。
本實施例中說明的是切斷直流電流的情況，但并不限于此，也適用于切斷交流電流的情況。另外，不僅限于繼電器，也適用于開關(guān)、定時器等。
通過本發(fā)明，根據(jù)弗萊明左手法則，將開關(guān)時產(chǎn)生的電弧電流沿著永久磁鐵的磁極面旋轉(zhuǎn)地拉伸并切斷。從而，因此不需要現(xiàn)有技術(shù)中密閉型繼電器裝置的較大的空間，具有可以容易使裝置小型化的效果。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)裝置，其使可動接觸片的一端和固定接點接觸或脫離從而開關(guān)接點，其特征在于，以與上述可動接觸片的軸心垂直相交方式配置設(shè)置在上述固定接點附近的永久磁鐵的磁極面。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)裝置，其特征在于，使可動接觸片的兩端部分別和固定接點接觸或脫離。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)裝置，其特征在于，并列設(shè)置有多個可動接觸片。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)裝置，其特征在于，在相鄰的可動接觸片間設(shè)置臺階。
5.如權(quán)利要求2～4中任一項所述的開關(guān)裝置，其特征在于，在可動接觸片的兩端側(cè)配置的永久磁鐵的極性具有同一方向。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的開關(guān)裝置，其特征在于，在永久磁鐵和可動接觸片、固定接點之間設(shè)置至少遮蔽上述永久磁鐵的磁極面的遮蔽壁。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在提高切斷性能并使裝置小型化的同時，提高開閉特性可靠性的開關(guān)裝置。其中，使在固定接點78a、78b的附近設(shè)置的永久磁鐵77的磁極面77a和可動接觸片的軸心垂直相交地配置。
文檔編號H01H50/38GK1480968SQ0317868
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者西田剛, 桝井保幸, 前西鋼三, 三, 幸 申請人:歐姆龍株式會社