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，具體地說，涉及一種應對于高電壓的、可實現小型化的、例如適合用于控制汽車等車輛的各種電氣用品的電磁繼電器。
背景技術：
已往，汽車等車輛(下面單稱為“車輛”)中，例如在自動開閉式窗電機和雨刷器電機等的L性負載驅動部中，采用了電磁繼電器。但是，在這種電磁繼電器中，必須要防止在接點分開時產生的電弧。
例如，車輛的雨刷器驅動部中采用的電磁繼電器，當駕駛者進行雨刷器的啟動操作時，控制電流被供給到電磁繼電器的電磁鐵，產生勵磁力。可動接點受到該勵磁力后朝固定接點側移動，兩接點閉合，結果是，通過這些接點，電池電壓被供給到雨刷器電機，雨刷器動作。當駕駛者進行了雨刷器的停止操作時，供給到電磁繼電器的電磁鐵的控制電流被切斷，勵磁力消失。可動接點在彈簧彈力的作用下，復原到初始位置。結果，兩接點成為分開狀態，供給雨刷器電機的電池電壓被切斷，雨刷器停止動作。但是，由于雨刷器電機是L性負載，所以，兩接點分開時，對L性負載產生的起電力使得可動接點與固定接點之間發生電弧，這時，電弧會引起接點損傷等問題。
為此，已往防止這種電弧的方法是，與作用在接點間的電壓大小對應，使接點間隙(可動接點與固定接點的分開距離)最佳化(見專利文獻1)。例如，在該文獻中，當用于裝有12V直流電池的車輛時，接點間隙是約0.3mm，當電壓更高時，例如用于裝有24V直流電池的車輛時，接點間隙增加0.9mm(約1.2mm)。
專利文獻1日本特開2002-237244號公報。
已往的電磁繼電器中，雖然通過擴大接點間隙能對應高電壓，但是，接點間隙的擴大，需要大的勵磁力，例如，上面的例子中，接點間隙為0.3mm時，設所需的勵磁力為Ga，接點間隙為4倍(1.2mm)時，設所需的勵磁力為Gb，則當然成為Ga＜＜Gb的關系，所以，導致電磁鐵的大型化。因此，不可避免地導致電磁繼電器本身的大型化。
發明內容
本發明的目的是提供一種電磁繼電器，該電磁繼電器能防止電弧，能對應高電壓，并且能實現小型化，適合用于汽車等車輛的各種電氣用品的控制。
本發明的電磁繼電器，當電磁鐵為非勵磁狀態的初始狀態時，借助在端部具有可動接點的可動接點彈簧的彈力，將該可動接點保持在初始位置，使可動接點與固定接點成為開放狀態；另一方面，當上述電磁鐵成為勵磁狀態時，借助超過上述可動接點彈簧彈力的勵磁力，使上述可動接點向規定方向移動，使可動接點與固定接點成為閉合狀態，其中，該電磁繼電器具備有可動接點移動機構，當上述電磁鐵轉變為非勵磁狀態，上述可動接點離開固定接點，向初始位置復原時，使該可動接點過度地移動到超過初始位置的規定位置后，使移動方向反轉，復原到上述初始位置。
根據本發明，可動接點在朝著初始位置復原時，過度地移動到越過規定的初始位置若干的規定位置后，再復原到初始位置。
現在，假設可動接點的初始位置與固定接點之間的間隙(接點間隙)為0.3mm，假設上述的“超過初始位置若干的規定位置”是在該0.3mm上加上例如0.9mm的位置，則可動接點在離開了固定接點后，先將其接點間隙擴大到“0.3mm+0.9＝1.2mm”，接著再穩定到正式的接點間隙(0.3mm)。
因此，離開了固定接點后的可動接點的接點間隙，暫時地從0.3mm擴大到1.2mm，所以，該暫時的擴大值(1.2mm)與24V電池的適當接點間隙(不產生電弧的接點間隙)相當，所以，能應對高電壓，另外，該應對高電壓的接點間隙(1.2mm)是暫時性的，可動接點位于初始位置時的通常的接點間隙是0.3mm，所以，設定電磁鐵的勵磁力時，只要考慮通常時的接點間隙(0.3mm)即可，可避免電磁鐵的大型化，從而可避免電磁繼電器的大型化。
圖1是本實施形式的電磁繼電器的外觀圖；圖2A、圖2B是本實施形式的電磁繼電器的側面圖和正面圖；圖3A、圖3B是本實施形式的電磁繼電器1的主要部分(特別是接點機構部分)的詳圖；圖4是電磁繼電器1的組裝圖；圖5是電磁繼電器1的模式電路圖；圖6是電磁繼電器1的接點動作的概念圖。
具體實施例方式
下面，參照
本發明的實施形式。
圖1是本實施形式的電磁繼電器的外觀圖。圖2A、圖2B是其側面圖和正面圖。在這些圖中，電磁繼電器1上，一個固定接點端子3和一個可動接點端子(也稱為共用端子)4，分別從絕緣材料構成的基板2的下面伸出，同時，也伸出2個線圈端子5、5。在基板2上，覆蓋著也是由絕緣材料構成的透明殼體(上蓋)6，用該透明殼體6保護安裝在基板2上的各種電磁繼電器部件。
電磁繼電器部件包含有構成電磁鐵的鐵心7及線圈8、電阻器9、限動彈簧10、限動固定部件11、鉸鏈彈簧12、電樞(ア一マチユア)13、軛鐵(ヨ一ク)14等。另外，僅在圖2A中示出，與鉸鏈彈簧12成一體的可動接點彈簧15、 安裝在可動接點彈簧15下端部的可動接點16、以及安裝在固定接點端子3上端部的固定接點17等也包含在電磁繼電器部件內。
下面，說明本實施形式的電磁繼電器1的主要部分(特別是接點機構部分)的詳細構造。圖3A、圖3B是其詳圖。該圖中，固定在線圈8的保持框體18上端面的軛鐵14，由金屬等導電性材料做成，與可動接點端子4電連接。在軛鐵14的上面，固定著也是由導電性材料做成的鉸鏈彈簧12，當控制電流未供給到線圈8時、即對鐵心7未作用勵磁力(下面稱為“非勵磁狀態”)時，與鉸鏈彈簧12成一體的可動接點彈簧15位于圖示位置(下面稱為“初始位置”)；當勵磁力作用到鐵心7上時，安裝在可動接點彈簧15背面的電樞13被鐵心7吸引，朝著該吸引方向(圖中的右向)移動，安裝在其下端部的可動接點16，與安裝在固定接點端子3上端部的固定接點17接觸，兩接點(可動接點16和固定接點17)閉合。
另一方面，當可動接點彈簧15位于圖示的初始位置時，可動接點彈簧15與限動彈簧10的L字形彎曲前端部19相接。該L字形彎曲前端部19，借助限動彈簧10的彈力可朝圖中左右方向移動。但是，實際上，限動彈簧10與形成在限動固定部件11上的朝向圖中左方的突起20相碰(可動接點彈簧15位于圖示初始位置時)，朝圖中右方的擺動被限制，所以，L字形彎曲前端部19，以上述初始位置為基準，只被容許朝圖中左方擺動。
為了便于說明，忽略圖示的限動彈簧10和限動固定部件11。即，假設在可動接點彈簧15的左側(朝著圖面)，不存在任何障礙物。
這時，由于可動接點彈簧15在本身彈力范圍內可從圖示的初始位置朝左側擺動，所以，設該擺動的左方界限位置為“A”，可動接點16從閉合朝著分開變遷時，可動接點彈簧15進行這樣的彈性動作，即一端先越過初始位置，到達左方界限位置，再反轉方向，復原到初始位置。現在，假設可動接點彈簧15在初始位置時的接點間隙(可動接點16和固定接點17的間隔)為0.3mm，則位于上述左方界限位置A時的接點間隙，比0.3mm大某一值“X”。X是左方界限位置A與初始位置的分隔距離。
例如，如果將X值準確地設定為0.9mm，則可動接點16從閉合朝著分開遷移時，①暫時地達到“0.3mm+0.9mm＝1.2mm”這樣的擴大接點間隙后，由于達到“0.3mm”這一常用接點間隙，所以，借助該擴大接點間隙，可以防止與24V電源對應的電弧。
②由于把由鐵心7和線圈8構成的電磁鐵的所需勵磁力，可以設定為與上述常用接點間隙對應的小值，所以，可以避免電磁鐵的大型化(因此，避免電磁繼電器1的大型化)。
實際上，由于制造誤差等原因，把X無偏差地設定為上述值(例如0.9mm)是困難的。
本實施形式中的限動彈簧10和限動固定部件11，對于無偏差而準確地設定可動接點彈簧15的初始位置和上述X值來說，是必需的部件。
即，可動接點彈簧15的初始位置，被限動彈簧10的L字形彎曲前端部19的位置所限定，L字形彎曲前端部19的位置，被限動固定部件11的突起20所限定，所以，這些部件(限動彈簧10的L字形彎曲前端部19和限動固定部件11的突起20)，對于準確地設定可動接點彈簧15的初始位置來說，是不可缺少的部件。
另外，可動接點彈簧15的朝圖中左方的移動，是在將限動彈簧10的L字形彎曲前端部19朝圖中左方推壓移動的同時進行的，其移動界限(相當于上述的左方界限位置A)，是可動接點彈簧15的下端部與限動固定部件11相碰的時候，限動固定部件11的安裝位置誤差很少，在實用上可以忽略，所以，該限動固定部件11，對于無偏差而準確設定上述X值來說，是不可缺少的部件。
這里，設可動接點彈簧15的彈簧力為Fa，設限動彈簧10的彈簧力為Fb，設從勵磁狀態轉變到非勵磁狀態時由可動接點彈簧15及鉸鏈彈簧12給與的恢復力為Fc，這些Fa、Fb、Fc的關系設定為“Fa＜Fb＜Fc”。
圖4是電磁繼電器1的組裝圖。例如，先把固定接點安裝在固定接點端子3上端部的孔3a中，把該固定接點端子3嵌入到基板2的孔2a內。接著，把線圈端子5、5安裝在電阻器9的兩端，把線圈端子5、5嵌入基板2的孔2b、2b內。
接著，把鐵心7放入形成在線圈8的保持框體18上的孔18a內，把線圈引線21、21嵌入到形成在該保持框體18上的缺口18b、18b，將線圈8的繞線兩端與線圈引線21、21電連接。
接著，把安裝著限動彈簧10的限動固定部件11的下端部，嵌入到線圈8的保持框體18的孔18c內。
接著，把可動接點16安裝在可動接點彈簧15下端部的孔15a內， 同時，把電樞13安裝在可動接點彈簧15的背面，再把與可動接點彈簧15成一體的鉸鏈彈簧12安裝到軛鐵14的上面后，把可動接點端子4的上端部安裝到軛鐵14的下端部。
最后，把上述那樣組裝起來的線圈部件(由線圈8、保持框體18、鐵心7、線圈引線21、21、限動彈簧10和限動固定部件11構成)安裝到基板2上，并且，把上述那樣組裝起來的可動接點部件(由可動接點彈簧15、可動接點16、電樞13、鉸鏈彈簧12、軛鐵14和可動接點端子4構成)安裝到基板2上后，覆蓋殼體6，便完成了圖1構造的電磁繼電器1。
圖5是電磁繼電器1的模式電路圖。圖6是接點動作的概念圖。圖5中，固定接點端子3與固定接點17連接著，可動接點端子4與可動接點16連接著。一對線圈端子5、5與線圈8的繞線兩端連接著，同時也與電阻器9的兩端連接著。電阻器9的作用是，當切斷對線圈8的通電時，電阻器9吸收由線圈8的反電動勢產生的浪涌電壓。
當控制電流未供給線圈端子5、5時，線圈8是非勵磁狀態。在該非勵磁狀態下，可動接點16位于圖示的初始位置，與固定接點17之間保持規定的間隔(常用接點間隙例如0.3mm)而分開。當控制電流供給到線圈端子5、5時，借助線圈8的勵磁力，可動接點16被朝著固定接點17側吸引，兩接點閉合，結果是，固定接點端子3與可動接點端子4之間電連接。
另外，考慮到從該勵磁狀態到非勵磁狀態的遷移過程，最終，可動接點16從固定接點17離開而復原到上述的初始位置，但是，其恢復力是僅由可動接點彈簧15和鉸鏈彈簧12的彈簧力給與的，所以進行這樣彈性的動作，即暫時過度地移動到越過上述初始位置的規定位置(虛線位置)，然后，移動方向反轉，復原到上述的初始位置。規定位置(虛線位置)由限動固定部件11的安裝位置決定。
現在，假設初始位置與規定位置(虛線位置)的分開距離為0.9mm，可動接點16位于規定位置(虛線位置)時的接點間隙(擴大接點間隙)成為0.3mm+0.9mm＝1.2mm，所以，可確保應對高電壓(24V電源)的適當的接點間隙，可防止高電壓電源產生的電弧。
另一方面，上述應對高電壓的接點間隙(1.2mm)終究是暫時的，常用接點間隙，是可動接點16位于初始位置時的間隙(0.3mm)，所以，不必增加線圈8的勵磁力(吸引可動接點16的力)，因此，可避免線圈8的大型化，即，可避免電磁繼電器的大型化。
如上所述，根據本實施形式的電磁繼電器1，在可動接點16分開時，可暫時地擴大接點間隙，借助該擴大的接點間隙(例如1.2mm)，可防止高電壓電源產生的電弧，另外，可以使可動接點16位于初始位置時的常用接點間隙，比上述擴大接點間隙小(例如0.3mm)，借助該常用接點間隙，可減小線圈8的所需勵磁力，可以避免電磁繼電器1的大型化。
另外，上述實施形式中，是采用了限動彈簧10和限動固定部件11，但并不限定于此，也可以用橡膠等的彈性部件來代替限動彈簧10。另外，也可以采用金屬或塑料等的絕緣物來代替限動固定部件11。
根據本發明，由于離開固定接點后的可動接點的接點間隙暫時從0.3mm擴大到1.2mm，所以該暫時的擴大值(1.2mm)與24V電池的適當接點間隙(不產生電弧的接點間隙)相當，所以，可以應對高電壓，另外，該應對高電壓的接點間隙(1.2mm)是暫時的，可動接點位于初始位置時的通常的接點間隙是0.3mm，所以，設定電磁鐵的勵磁力時，只要考慮通常時的接點間隙(0.3mm)即可，可避免電磁鐵的大型化(固此可避免電磁繼電器的大型化)。
權利要求
1.一種電磁繼電器，當電磁鐵為非勵磁狀態的初始狀態時，借助在端部具有可動接點的可動接點彈簧的彈力，將該可動接點保持在初始位置，使可動接點與固定接點成為開放狀態；另一方面，當上述電磁鐵成為勵磁狀態時，借助超過上述可動接點彈簧彈力的勵磁力，使上述可動接點向規定方向移動，使可動接點與固定接點成為閉合狀態，其特征在于，具備有可動接點移動機構，當上述電磁鐵轉變為非勵磁狀態，上述可動接點離開固定接點，向初始位置復原時，使該可動接點過度地移動到超過初始位置的規定位置后，使移動方向反轉，復原到上述初始位置。
全文摘要
本發明提供一種能防止電弧的同時、能應對高電壓而且能實現小型化的電磁繼電器。該電磁繼電器，當電磁鐵為非勵磁狀態的初始狀態時，借助在端部具有可動接點的可動接點彈簧的彈力，將該可動接點保持在初始位置，使可動接點與固定接點成為開放狀態；另一方面，當上述電磁鐵成為勵磁狀態時，借助超過上述可動接點彈簧彈力的勵磁力，使上述可動接點向規定方向移動，使可動接點與固定接點成為閉合狀態，該電磁繼電器具備有可動接點移動機構，當上述電磁鐵轉變為非勵磁狀態，上述可動接點離開固定接點，向初始位置復原時，使該可動接點過度地移動到超過初始位置的規定位置后，使移動方向反轉，復原到上述初始位置。
文檔編號H01H51/34GK1521791SQ20041000387
公開日2004年8月18日 申請日期2004年2月10日 優先權日2003年2月10日
發明者筒井和廣, 佐藤進 申請人:歐姆龍株式會社