專利名稱：電開關的制作方法
技術領域：
本發明描述了一種通常用于電氣裝置類型的電開關。所述開關與 現有技術中開關的區別在于，本開關結合了電線圏，并使用了并聯于固定鋼4反的芯的永;茲體。
技術背景作為一般常識，有一種利用所產生的磁場的電開關，該磁場由集 成在該開關內部的線圈所產生，以達到增加活動部件的移動力的機械 效果，該活動部件拖帶電接觸部和其一起運動，該電接觸部插入固定 接觸部，從而關閉電路并決定開關的觸發。此類開關基本可具有兩種 構建配置，稱為"E"芯類和"U"芯類。通過手動、電力或電子的方式觸發的此類開關依靠線圈的吸引力 達到保持電接觸部耦合的效果，而所述耦合力的大小是由開關的物理 尺寸的函數確定的，還可以說該耦合力受開關將要操作的負載的影響。因此，前文所描述的類型的新開關模式和屬于現有技術的開關模 式的發展都受到不同程度的影響并局限于各種不同的參數，其中最主 要的是流過開關的負載，根據現有的技術，這阻礙了裝置物理尺寸的 縮小。發明內容在本文中，本發明的一個目的是提供一種電開關，該開關為使用 電線圈生成磁場的類型，線圈所產生的磁場用于吸引閉合電接觸部的 移動部件，其中所述開關通過結合自然提高所述移動部件的吸引力的 輔助裝置來實現改進。本發明的另一個目的是提供一種使用電線圈類型的電開關，如上 所述，其中所結合的輔助裝置提高了閉合電路的移動部件的自然吸引力，以允許開關縮小其物理尺寸，如此，顯然可以降低在開關生產和 市場推廣方面的成本。圖1示出了本文描述的改進開關的"E"類型變體、"啟用"模式 下的示意圖；圖2示出了圖1中開關的設計示意圖；圖3示出了所提供的開關在其"停用"的情況下的視圖；圖4示出了本文描述的改進開關的"U"類型變體、"啟用"情況 下的示意圖；圖5示出了圖4中開關的設計示意圖；圖6示出了在圖4和5中提出的開關在其"停用"情況的視圖；以及圖7和8示出了所述開關的變體，圖7示出了其"停用"情況， 圖8示出了其"啟用，，情況。
具體實施方式
根據上述附圖，在本發明改進開關目的中，使用線圈1，并由已 交流且整流的DC電流以及永》茲體2啟動，在由鋼板或鐵氧體板制成 的固定芯3中，線圏1和》茲體2i殳置為并聯的，固定芯3由冠部4(線 圈1設置于其上)和腿部5組成，由線圈1感應的石茲通和來自于永-茲 體2的》茲通均經過腿部5循環，總的標記為F的該組》茲通穿過"電樞 間隙"6之間的空間。同樣，正如可從本發明的附圖中所看出的，；茲體2設置在芯3的 腿部5之間，并與線圈l并聯。在前述的芯3中，來自；茲體2的；茲通方向和其極性與線圈1的相 同，當線圈1啟動(如圖1和4所示)時，兩股磁通F (來自線圈和 磁體)具有相同的極性，使得兩股^茲通相互排斥，因此，如圖l和
f十圖更好地所示，所述-茲通F穿過電樞間隙6的空間沿可移動電樞7的方向移動， 圖l和4示出了 "啟動"情況下的開關(兩種形式)。通過在芯的極區中結合兩股/磁通(來自線圈和》茲體的)，將使可移 動電樞7移動直到電樞間隙6之間的空間關閉的吸引力基本大于單獨 由線圈l所得到的力，并達到大于該力的兩倍的值。也就是說，在通 常由線圈1消耗相同能量以在極區中產生其自身的磁通F的情況下， 還得到來自磁體2的磁通F，從而使操作開關所需的吸引力增大至大 于通常所得到的兩倍。當開關在其"啟動"情況下，電樞間隙6關閉，固定電接觸部9 和移動電接觸部l(H皮連接，從而允許負載電流穿過。另一方面，當停用開關的線圈l時，線圏l本身所生產的力以及 與磁體2產生的磁力結合的力都消失，此情況下，通過利用與可移動 電樞7相連接的回位彈簧8的力使可移動電樞7返回到其原始位置， 通過如此的功效，再次出現電樞間隙6的空間，電接觸部9和10隨之 停用，/人而切斷負載電流的循環。當停用線圏1時，來自磁體2的磁通形成環路或閉路配置或閉路 配置，如圖2和5所示，其中所述磁通類型標記為Fl,使得整個開關 進入"停用"狀態。此處所描述的開關與常規開關比較更具有優勢，這是因為通過將 永》茲體2的》茲通與線圈1生成的》茲通結合，/人而能夠由與通常用于啟 動已提及的線圈相同的電功率電流值得到很高的啟動力。此處所描述的開關可具有兩種基本的配置類型如圖1、 2和3 中所示的"E"配置類型，以及如圖4、 5和6所示的"U"配置類型。將線圈1和永石茲體2生成的磁通相結合特點使得所述裝置在物理 上縮小尺寸，并且與現有技術的開關(也稱之為"線性致動器")相比 具有更大的吸引能力。本發明的附圖還表明了開關的一般結構(由標號ll表示)、通過 標號12表示的線圈1的供電、以及支持移動電接觸部的部件(標記為 13)。圖7和8示出了本發明開關的變體，其在全波或半波整流電流下7或直流電流下工作，所述開關由可移動電樞7和固定芯3形成為"d" 和"U"形，所述開關在其冠部具有線圈1,該線圏l與位于所述固定 芯3的腿部之間的永磁體2并聯，永磁體2具有橫跨形的截面。可移 動電樞7具有鋼棒7A,鋼棒7A作為線圈14的芯，線圈14為環形并 且位于可移動電樞7后面。.可移動電樞7包括一組回位彈簧8，當不需要負載電流時，回位 彈簧8自然地使可移動電樞7與固定芯3保持一定距離。因此，當開關在"打開"的狀態時，永磁體2的磁通處于直接來 自橫跨配置的閉合磁路中，因此，磁通處于環形情況或狀態(如圖7 所示)，并且在極和電樞間隙6中都沒有i茲通。當固定芯3的線圏1由足夠的電流激發以在電樞間隙6中產生》茲 通時，永磁體2的》茲通也被迫向環形之外并朝向電樞間隙6的方向流 去，從而產生出與來自磁體和線圏的磁通密度成比例的吸引力，因此 產生與兩個磁通的密度成比例的磁吸引力，該磁力能夠驅動可移動電 樞7和彈簧8(彈性的)，從而使移動接觸部IO接觸固定接觸部9，允 許電流在具有一定電阻的情況下通過。因此，在這個時刻，當電接觸 部(9和10 )閉合時，來自固定芯3的流被遣散(demobilized),并且 此時，由于可移動電樞7與固定芯直接接觸，所以來自永磁體(來自 線圏所處的所述橫跨部分)的磁通產生為基本等于該磁通的多個部分， 從而形成"8"字形的閉合磁路，如圖8所示。由于來自永》茲體的石茲通在與可移動電樞7直接相關的石茲路中閉 合，所以具有足夠的磁力維持所述可移動電樞與固定芯3的極連接， 從而將電接觸部保持在閉合狀態，以允許電流無限期地通過，因此， 在此狀態下，開關不消耗電功率，以保持接觸部的閉合。實際上，當所述電阻電流不夠時，其可由位于棒7A后面的環形 線圈切斷，在具有足夠能產生吸引棒7A的磁密度的電流時，與此同 時將迫使可移動電樞7與固定芯4的極分開，回到其原始打開狀態。本開關的一個特點是使用磁體的磁通和線圈的磁通在電樞間隙中 生成比僅有線圈的磁通起作用時更多的吸引力。本開關的另一個特點是當開關在"閉合"狀態時，電接觸部允許電阻電流通過，而不消耗電功率，這是由于所述/f茲體》茲通是閉路，并 且具有與可移動電樞直接相關的磁路，從而保持開關在閉合狀態下工 作。
本開關的另一個特點是當向固定芯3的線圈14提供能量來驅動可 移動電樞7以關閉電樞間隙6時，以及當向線圈14提供能量來驅動可 移動電樞7以使其遠離固定芯3移動至其打開狀態的原始位置時，其 僅在較短的時間內消耗電功率。在該開關內，固定芯3的線圈14在開 關長時間處于"閉合"狀態時并不消耗電功率，而且，線圈也必須是 較長的，這是由于在可移動電樞7中固定的磁體的^f茲通均勻地并強有 力地關聯至固定芯3的極，而在電線圈中沒觀察到任何波動。因此， 在該開關中，電接觸部具有均勻并永久的接觸部，如此可增加其使用 壽命。
在此情況下，由于永磁體為開關提供附加力，所以可移動電樞將 更快地關閉電樞間隙6，從而防止在接觸時產生火花，因此使其具有 更長的使用壽命。
權利要求
1.一種電開關，包括常規結構(11)，其中具有由鋼板或鐵氧體板制成的固定芯(3)，所述固定芯容納可移動電樞(7)的組件，其中設置移動接觸部(10)，所述移動接觸部能夠和固定接觸部(9)閉合線路，在所述芯(3)和所述可移動電樞(7)之間，具有至少一個回位彈簧(8)，在開關的關閉狀態下，所述至少一個回位彈簧保持電樞間隙(6)的空間；所述移動接觸部(10)設置在支持部(13)內；所述芯(3)包括冠部(4)和腿部(5)，并且磁通穿過所述芯循環；所述電開關的特征在于，利用由已交流和整流的DC電流啟動的線圈(1)，所述線圈與永磁體(2)結合，所述線圈(1)和所述永磁體(2)在由鋼板或鐵氧體板制成的所述固定芯(3)中并聯設置，所述固定芯(3)包括裝配有所述線圈(1)的所述冠部(4)和腿部(5)，由所述線圈(1)感應的所述磁通以及來自所述永磁體(2)的磁通穿過所述腿部(5)循環；所述線圈(1)通過供電線(12)供電。
2. 如權利要求1所述的電開關，其特征在于，當所述開關被啟動 時，由所述線圏(1 )和所述永/磁體(2)產生的f茲通(F)的組穿過所 述"電樞間隙"(6)的空間。
3. 如權利要求1所述的電開關，其特征在于，所述永磁體(2) 裝配于所述芯(3)的所述腿部(5)之間并與所述線圈(1)并聯。
4. 如權利要求1所述的電開關，其特征在于，在所述芯(3)中， 來自所述;茲體(2)的石茲通的方向和所述石茲體(2)的極性與所述線圈(1 )的相同，在所述線圈(1 )啟動時，來自所述線圏(1 )和所述永 磁體(2)的兩股磁通(F)具有相同的極性，從而導致相互的排斥， 并引導所述磁通(F)穿過所述電樞間隙(6)的空間至所述可移動電 樞(7),從而確定"啟動，，開關的狀態，通過在所述芯的極區中結合 兩股磁通(F),放大了將使所述可移動電樞(7)移動直至關閉所述電樞間隙(6)的空間的吸引力。
5. 如權利要求4所述的電開關，其特征在于，當所述開關處于其 "啟動"狀態時，所述電樞間隙關閉，此時，所述固定電接觸部(9)和所述移動電4妄觸部(10)相連，/人而允"^午負載電流通過。
6. 如權利要求4所述的電開關，其特征在于，相反地，在停用所 述開關的所述線圈(1 )時，由所述線圈自身產生的力以及與由磁體(2) 生成的磁力結合的力都消失，此情況下，利用連接到移動鐵的回位彈 簧(8)的力使所述可移動電樞(7)回到其原始位置，從而產生所述 電樞間隙(6)的空間，然后使所述電接觸部(9)和(10)斷開，截 斷負載電流的循環。
7. 如權利要求4所述的電開關，其特征在于，當停用所述線圈(l) 時，來自所述》茲體的所述/f茲通形成環形,茲路配置或閉路配置，所述磁 通標記為(Fl),從而造成所述開關整體進入其"停用"狀態。
8. 如權利要求1所述的電開關，其特征在于，其具有"E"類型 的配置。
9. 如權利要求1所述的電開關，其特征在于，其具有"U"類型 的配置。
10. 如權利要求1所述的電開關，其特征在于，包括在全波或半 波整流電流、或直流電流(DC)下工作的開關；所述開關是由"d" 形和"U"形的可移動電樞(7)和固定芯(3)形成的，所述固定芯(3)在其冠部具有線圈(1),所述線圏(1)與位于所述固定芯(3) 的所述腿部之間的永^茲體(2)并聯；所述永石茲體(2)具有4黃跨形狀 的截面；所述可移動電樞(7)具有鋼棒(7A)，所述鋼棒(7A)作為 線圏(14)的芯，所述線圏(14)為環形并位于所述可移動電樞(7)的后面；所述可移動電樞(7)結合了一組回位彈簧(8)，所述回位彈 簧(8)在不需要負載電流時，自然地使所述可移動電樞(7)與所述 固定芯(3)保持一定距離。
11. 如權利要求IO所述的電開關，其特征在于，當所述開關處于 "打開"的狀態時，所述永磁體(2)的所述磁通直接由橫跨配置處于閉合的磁路中，因此，所述磁通為環形情況或狀態，在所述極和所述 電樞間隙(6)中都沒有磁通；當所述固定芯(3)的所述線圈(1)由 足夠的電流提供能量，以在所述電樞間隙(6)中產生磁通時，所述永 磁體(2 )的磁通也被迫向所述環形之外移動，并朝向所述電樞間隙(6 )， 以產生與來自所述永》茲體和所述線圈的石茲通的密度成比例的吸引力， 從而產生與兩股所述f茲通的密度成比例的》茲吸引力，所述》茲吸引力能 夠驅動所述可移動電樞(7)和所述彈簧(8)(彈性的)，以確定所述 移動電接觸部(10)接觸所述固定電接觸部(9)， /人而允許電流在具 有一定電阻的情況下通過。因此，所述帶有一定電阻的電流通過，因 此，在逸個時刻，當所述電接觸部(9和10)閉合時，來自所述固定 芯(3)的流被遣散，并且此時，由于所述可移動電樞(7)與所述固 定芯直接接觸，所以來自所述永磁體(來自所述線圈所處的所述橫跨 部分)的磁通產生為基本等于所述磁通的多個部分，從而形成"8"字 形的閉合》茲^各。
12. 如權利要求IO所述的電開關，其特征在于，當在直接與所述 可移動電樞(7)相關聯的電路中使所述永磁體閉合時，具有足夠的磁 力保持所述可移動電樞與所述固定芯(3)的所述極連接，從而將所述 電接觸部保持在閉合狀態，以允許電流無限期地通過，在此狀態下， 所述開關不消耗電功率，以保持所述接觸部的閉合，當不需要所述電 阻電流的時候，所述電流能夠由線圈(14)切斷，所述線圈為環狀并 位于所述棒(7A)后面，在具有足夠產生吸引所述棒(7A)的磁通密 度的電流時，同時將驅動所述可移動電樞(7)從所述固定芯(3)的 所述極上分開，至其原始打開狀態。
全文摘要
一種電開關，包括常規結構(11)，其中利用由已交流和整流的直流電流啟動的線圈(1)，其與永磁體(2)結合，線圈(1)和永磁體(2)在固定芯(3)中并聯設置，固定芯(3)由鋼板或鐵氧體板制成，并且包括所述冠部(4)和腿部(5)，線圈(1)設置在冠部(4)上，由線圈(1)感應的磁通以及來自永磁體的磁通通過腿部(5)循環；線圈(1)由供電線(12)供電。
文檔編號H01H51/22GK101611464SQ200780006682
公開日2009年12月23日 申請日期2007年2月23日 優先權日2006年2月24日
發明者奧斯卡·羅蘭多·阿維拉·古斯堪基 申請人:奧斯卡·羅蘭多·阿維拉·古斯堪基;小約瑟·卡洛斯·提諾科索瑞斯