電磁開關(guān)及起動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供電磁開關(guān)及包括電磁開關(guān)的用于起動發(fā)動機的起動機。電磁開關(guān)包括殼體、靜端子及動端子。靜端子固定于殼體。動端子能在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間運動。靜端子及動端子中至少一個包含有銅合金材料，銅合金材料包含碲及鎳。當(dāng)動端子位于第二狀態(tài)時，通過靜端子及動端子的電流不小于150安培。本發(fā)明的靜端子及動端子不但容易制造而且不易發(fā)生觸點熔焊。
【專利說明】電磁開關(guān)及起動機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于起動發(fā)動機的起動機，尤其涉及電力的起動機。同時，本發(fā)明還涉及可用于起動機的電磁開關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，發(fā)動機在以自身動力運轉(zhuǎn)之前，必須借助外力旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機借助外力由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到能自行運轉(zhuǎn)的過程，稱為發(fā)動機的起動。發(fā)動機常用的起動方式有人力起動、輔助汽油機起動和電力起動三種形式。人力起動采用繩拉或手搖的方式，簡單但不方便，而且勞動強度大，只適用于一些小功率的發(fā)動機，在一些汽車上僅作為后備方式保留著；輔助汽油機起動主要用在大功率的柴油發(fā)動機上；電力起動方式操作簡便，起動迅速，具有重復(fù)起動能力，并且可以遠(yuǎn)距離控制，因此被現(xiàn)代汽車廣泛采用。大體上說，起動機的整個起動包括:直流電動機引入來自蓄電池的電流并且使起動機的驅(qū)動齒輪產(chǎn)生機械運動；傳動機構(gòu)將驅(qū)動齒輪嚙合入飛輪齒圈，同時能夠在發(fā)動機起動后自動脫開。起動機的通斷動作由電磁開關(guān)控制。電磁開關(guān)一般包括兩個靜端子及一個動端子，動端子相對于靜端子運動，實現(xiàn)將兩個靜端子電連接和斷開，從而控制起動機的電路的通斷。起動機包括磁場(定子)和電樞(轉(zhuǎn)子)。當(dāng)電流通過電樞線圈時，整個線圈會受到一個轉(zhuǎn)矩而轉(zhuǎn)動。由于直流起動機通電后會產(chǎn)生一種反電動勢，并與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，與扭矩成反比，因此能滿足發(fā)動機起動時的要求。起動機起動電流很大，起動電流通常150安培以上，甚至達(dá)到數(shù)千安培。因此，電磁開關(guān)的靜端子及動端子在電連接的瞬間需要經(jīng)受強大電流的沖擊，很容易產(chǎn)生局部高溫，有的情況下會造成靜端子和動端子材料粘連，或稱為觸點熔焊(contactwelding)。如果發(fā)生觸點熔焊，靜端子和動端子材料粘連，則電路不能斷開，高達(dá)數(shù)千安培的電流會持續(xù)地流過電磁開關(guān)，最終導(dǎo)致電磁開關(guān)甚至整個起動機因過熱而燒毀。
[0003]從中國發(fā)明專利公開第CN103094010A號可以參閱到起動機及其電磁開關(guān)的有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)。其中，針對避免觸點熔焊的發(fā)生，公開了改進(jìn)的技術(shù)方案。然而，仍然存在改進(jìn)的空間。
[0004]因此，有必要提供改進(jìn)的技術(shù)方案以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是防止電磁開關(guān)發(fā)生觸點熔焊，防止起動機因過熱而燒毀。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一方面提供電磁開關(guān)，其包括:
[0007]殼體；
[0008]靜端子，其固定于所述殼體；及
[0009]動端子，其能在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間運動；當(dāng)所述動端子位于所述第一狀態(tài)時，所述動端子斷開與所述靜端子的電接觸；當(dāng)所述動端子位于所述第二狀態(tài)時，所述動端子電接觸所述靜端子；
[0010]其中，所述靜端子及所述動端子中至少一個包含有銅合金材料，所述銅合金材料包含締及鎳。
[0011 ] 可選地，所述銅合金材料包含按重量計0.2%?1.0%的碲及0.5%?3%的鎳；優(yōu)選地，所述銅合金材料含有按重量計0.2%?0.6%的碲、1.0%?1.5%的鎳；可選地，所述銅合金材料包含按重量計0.1%?0.5%的磷。
[0012]可選地，所述銅合金材料含有按重量計0.1%?0.3%的磷、0.1%?0.25%的鐵、0.15%?0.3%的鋅及0.01%?0.1%的稀土。
[0013]可選地，所述靜端子包括觸頭部及桿部，所述觸頭部與桿部以所述銅合金材料一體形成，或者所述觸頭部由所述銅合金材料制成而所述桿部由其他材料形成。
[0014]可選地，所述殼體設(shè)置接觸室，所述動端子及所述靜端子的所述觸頭部位于所述接觸室中，所述靜端子的所述桿部通過所述殼體延伸到所述殼體外。
[0015]可選地，所述靜端子經(jīng)過冷作加工。
[0016]可選地，所述靜端子經(jīng)過冷鍛工藝加工。
[0017]可選地，所述靜端子的所述桿部通過軋制工藝加工有螺紋。
[0018]可選地，所述電磁開關(guān)還包括線圈、彈性元件及與所述線圈磁偶合的鐵芯，所述彈性元件被彈性預(yù)變形而具有驅(qū)使所述動端子朝向所述第一狀態(tài)的彈力，在所述線圈通電時，所述線圈產(chǎn)生作用于所述鐵芯的磁場使所述鐵芯驅(qū)動所述動端子朝向所述第二狀態(tài)運動，并增加所述彈性元件的彈性變形量。
[0019]本發(fā)明的另一方面提供用于起動發(fā)動機的起動機，其包括前述的電磁開關(guān)，當(dāng)所述動端子位于所述第二狀態(tài)時，通過所述靜端子及所述動端子的電流不小于150安培。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的起動機及電磁開關(guān)中，靜端子及動端子中至少一個包含有銅合金材料，這樣的銅合金材料含有碲等元素，具有良好的抗熔焊性能，因此，即使電磁開關(guān)經(jīng)過強大電流而不易失效。同時這樣的銅合金材料含有鎳等元素，具有良好抗拉強度及延展性。因此，即使經(jīng)過冷鍛或者軋制工藝等冷作加工而不易開裂，具有容易加工的特點。另外，該材料的導(dǎo)電性能好，導(dǎo)電率大。
[0021]通過以下參考附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他方面和特征變得明顯。但是應(yīng)當(dāng)知道，該附圖僅僅為解釋的目的設(shè)計，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定，這是因為其應(yīng)當(dāng)參考附加的權(quán)利要求。還應(yīng)當(dāng)知道，附圖僅僅意圖概念地說明此處描述的結(jié)構(gòu)和流程，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]結(jié)合附圖參閱以下【具體實施方式】的詳細(xì)說明，將更加充分地理解本發(fā)明，附圖中同樣的參考附圖標(biāo)記始終指代視圖中同樣的元件。其中:
[0023]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一種【具體實施方式】的電磁開關(guān)的局部剖視示意圖；及
[0024]圖2顯示圖1所示的電磁開關(guān)的靜端子及動端子的示意圖。

【具體實施方式】
[0025]為幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠確切地理解本發(fā)明要求保護(hù)的主題，下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0026]如圖1至圖2所示，電磁開關(guān)100包括殼體1、兩個靜端子21、22及一個動端子23。兩個靜端子21、22間隔地固定于殼體1，動端子23能在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間運動。當(dāng)動端子23位于第一狀態(tài)時，動端子23斷開與靜端子21、22的電接觸；當(dāng)動端子23位于第二狀態(tài)時，動端子23電接觸靜端子21、22。其中，靜端子21、22及動端子23中至少一個包含有銅合金材料，所述銅合金材料包含締及鎳。
[0027]殼體I為絕緣體，其中形成有接觸室10及鐵芯室12，接觸室10及鐵芯室12之間以絕緣的隔板14隔開。靜端子21、22包括觸頭部210、220及桿部212、222。動端子23及靜端子21、22的觸頭部210、220位于接觸室10中，靜端子21、22的桿部212、222通過殼體I延伸到殼體I外。桿部212、222上安裝螺母(未標(biāo)號)，螺母與桿部212、222的螺紋214、224嚙合并且將靜端子21、22緊固于殼體I上。并且桿部212、222延伸超過螺母一定長度，可以作為接線端子，用于連接電線。
[0028]電磁開關(guān)100還包括線圈3、彈性元件4及與線圈3磁偶合的鐵芯5。線圈3與鐵芯5安裝于鐵芯室12中。鐵芯5同軸地安裝于線圈3中，并且鐵芯5能沿軸向移動。彈性元件4是一個安裝于推桿6上的彈簧，并且彈性元件4在推桿6的第一端與隔板14之間被彈性于預(yù)加載，也就是說彈性元件4被彈性預(yù)壓縮變形。動端子23固定于推桿6的第二端。推桿6的第二端與第一端相對，因此彈性元件4通過推桿6具有驅(qū)使動端子23朝向第一狀態(tài)的彈力，在沒有線圈3的磁力作用的情況下，動端子23被保持于第一狀態(tài)。當(dāng)線圈3通電時，線圈3產(chǎn)生作用于鐵芯5的磁場，該磁場吸引鐵芯5向圖1所示的右方軸向運動，并且鐵芯5進(jìn)而向右推動推桿6從而驅(qū)動動端子23朝向右運動，直到動端子23接觸到兩個靜端子21、22，而停留于第二狀態(tài)，從而實現(xiàn)兩個靜端子21、22之間電連接。在驅(qū)動動端子23向右運動的過程中，彈性元件4進(jìn)一步被壓縮而增加彈性元件4的彈性變形量，從而儲存彈性勢能。當(dāng)線圈3斷電時，線圈3不再產(chǎn)生作用于鐵芯5的磁場，彈性元件4釋放彈性勢能，從而向圖1所示左方推動推桿6及動端子23運動。也就是說，通過釋放彈性元件4的彈性勢能而驅(qū)使動端子23離開靜端子21、22，斷開兩個靜端子21、22的電連接，恢復(fù)到第一狀態(tài)。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，所述銅合金材料包含按重量計如下含量的元素:
[0030]銅:彡97%
[0031 ]碲:0.2% ?1.0%,優(yōu)選地 0.2% ?0.6%
[0032]鎳:0.5% ?3%，優(yōu)選地 1.0% ?1.5%
[0033]磷:0.1% ?0.5%,優(yōu)選地 0.1% ?0.3%
[0034]鐵:0.1% ?0.25%
[0035]鋅:0.15% ?0.3%
[0036]稀土:0.01% ?0.1%
[0037]其他:0.5%
[0038]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，盡管前述所列元素含量舉例提供了含量的數(shù)值范圍，但是前述所列元素含量的總和為100%。這樣的銅合金材料含有碲等元素，具有良好的抗熔焊性能，因此，即使電磁開關(guān)100經(jīng)過強大電流而不易失效。這樣的銅合金材料含有鎳等元素，具有良好抗拉強度及延展性。例如，該材料的抗拉強度不小于490Mpa，而且伸長率不小于12%。因此，即使電磁開關(guān)100的動端子23及靜端子21、22經(jīng)過冷鍛或者軋制工藝等冷作加工，也不易開裂，具有容易加工的特點。另外，該材料的導(dǎo)電性能好，例如，導(dǎo)電率(IACS%)不小于 50。
[0039]在可選的一個【具體實施方式】中，觸頭部210、220與桿部212、222 —起以單一的所述銅合金材料一體形成。靜端子21、22經(jīng)過冷鍛工藝加工形成六角形的觸頭部210、220以及圓柱形的桿部212、222，并且通過軋制工藝在靜端子21、22的桿部212、222外圍加工有螺紋214、224。得益于這樣的銅合金材料的良好綜合性能，即使靜端子21、22經(jīng)過冷鍛或者軋制工藝等冷作加工也不易開裂，具有容易加工的特點。同時，即使電磁開關(guān)100經(jīng)過強大電流仍不易熔焊失效。
[0040]在可選的另一個【具體實施方式】中，觸頭部210、220由所述銅合金材料制成，而桿部212、222由其他材料(例如純銅)形成。也就是說，觸頭部210、220和桿部212、222分別形成，然后通過例如鉚接或者焊接等方式將兩者連接到一起。因此，觸頭部210、220具有良好的抗熔焊性能，能夠有效防止觸點熔焊，而桿部212、222由于采用合適的其他材料(例如純銅)而易于加工并且導(dǎo)電性良好。
[0041]在根據(jù)本發(fā)明的一種具體實施中，兩個觸頭部210、220的靠近動端子23的末端周圍還分別形成了相對于軸線傾斜的靜斜面216、226。相對地，動端子23的靠近靜端子21、22的末端周圍形成了相對于軸線傾斜的動斜面230。動端子23中間還設(shè)置通孔232，該通孔232沿軸向貫通動端子23，推桿6固定于該通孔232中。當(dāng)動端子23位于第二狀態(tài)時，動端子23的動斜面230直接接觸觸頭部210、220的靜斜面216、226，實現(xiàn)靜端子21、22與動端子23之間的良好電接觸。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的用于起動發(fā)動機的起動機(未圖示)中，其包括根據(jù)本發(fā)明的電磁開關(guān)100，當(dāng)動端子23位于第二狀態(tài)時，通過靜端子21、22及動端子23的電流不小于150安培；可選地，當(dāng)動端子23位于第二狀態(tài)時，通過靜端子21、22及動端子23的電流不小于200安培；可選地，當(dāng)動端子23位于第二狀態(tài)時，通過靜端子21、22及動端子23的電流不小于
400安培。
[0043]需要說明的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，為了方便說明，在本說明書中使用了“左”及“右”等方位術(shù)語，其僅表示相對的位置關(guān)系，而非表示絕對的位置關(guān)系。而說明書中使用的“軸線”也是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員清楚的，是指將一個物體分成對稱部分的直線，尤其是指回轉(zhuǎn)體的中心線。
[0044]以上【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.電磁開關(guān)(100)，其特征在于，其包括: 殼體(I); 靜端子(21、22)，其固定于所述殼體(I);及 動端子(23)，其能在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間運動；當(dāng)所述動端子(23)位于所述第一狀態(tài)時，所述動端子(23)斷開與所述靜端子(21、22)的電接觸；當(dāng)所述動端子(23)位于所述第二狀態(tài)時，所述動端子(23)電接觸所述靜端子(21、22)； 其中，所述靜端子(21、22)及所述動端子(23)中至少一個包含有銅合金材料，所述銅合金材料包含締及鎳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁開關(guān)(100)，其中，所述銅合金材料含有按重量計0.2%?1.0%的碲及0.5%?3%的鎳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁開關(guān)(100)，其中，所述銅合金材料含有按重量計0.2%?0.6%的碲、1.0%?1.5%的鎳及0.1%?0.5%的磷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁開關(guān)(100)，其中，所述銅合金材料還含有按重量計0.1%?0.3%的磷、0.1%?0.25%的鐵、0.15%?0.3%的鋅及0.01%?0.1%的混合稀土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁開關(guān)(100)，其中，所述靜端子(21、22)包括觸頭部(210、220)及桿部(212、222)，所述觸頭部(210、220)與桿部(212、222)以所述銅合金材料一體形成，或者所述觸頭部(210、220)由所述銅合金材料制成而所述桿部(212、222)由其他材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁開關(guān)(100)，其中，所述殼體(I)設(shè)置接觸室(10)，所述動端子(23)及所述靜端子(21、22)的所述觸頭部(210、220)位于所述接觸室(10)中，所述靜端子(21、22)的所述桿部(212、222)通過所述殼體(I)延伸到所述殼體(I)外。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁開關(guān)(100)，其中，所述靜端子(21、22)經(jīng)過冷作加工。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁開關(guān)(100)，其中，所述靜端子(21、22)經(jīng)過冷鍛工藝加工，或者所述靜端子(21、22)的所述桿部(212、222)通過軋制工藝加工有螺紋(214、224)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁開關(guān)(100)，其還包括線圈(3)、彈性元件(4)及與所述線圈(3)磁偶合的鐵芯(5)，所述彈性元件(4)被彈性預(yù)變形而具有驅(qū)使所述動端子(23)朝向所述第一狀態(tài)的彈力，在所述線圈(3)通電時，所述線圈(3)產(chǎn)生作用于所述鐵芯(5)的磁場使所述鐵芯(5 )驅(qū)動所述動端子(23 )朝向所述第二狀態(tài)運動，并增加所述彈性元件(4)的彈性變形量。
10.用于起動發(fā)動機的起動機，其特征在于，其包括根據(jù)權(quán)利要求1一 9中任一項所述的電磁開關(guān)(100)，當(dāng)所述動端子(23)位于所述第二狀態(tài)時，通過所述靜端子(21、22)及所述動端子(23)的電流不小于150安培。
【文檔編號】H01B1/02GK104347316SQ201310319400
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】李劍, 宋偉 申請人:羅伯特·博世有限公司