一种分体式峰值电流抑制继电器的制作方法

本实用新型涉及一种分体式峰值电流抑制继电器，适用于汽车起停电机的峰值电流抑制。

背景技术：

起停电机，也称启停电机，用于起动汽车的发动机。目前一般汽车使用的是起动电机(或称起动机)，起停电机相比于一般起动电机，起停电机的寿命较长，功率较大。起停电机包括电机、电磁开关，电机的输出轴上连接有起动齿轮。汽车的点火开关接通后，汽车的蓄电池对电磁开关的线圈和电机分别供电，电磁开关的触点串接于电机的主回路上，用于控制电机的得、失电。当点火开关接通时，蓄电池的电源接入电磁开关的线圈，电磁开关的线圈得电后，一方面吸合电磁开关的触点使主回路接通，电机得电运转，另一方面电磁开关的吸合力推动起动齿轮与发动机的齿圈啮合，从而带动发动机旋转。发动机正常起动后，点火开关复位，电磁开关失电，电磁开关控制电机停止运转并使起动齿轮脱离齿圈。起停电机起动时，由蓄电池流经电机的主回路的电流为起停电机起动电流，简称起动电流，该起动电流的曲线图如图10所示。

现有一般汽车的起动电机功率仍较小，无法支持汽车发动机的快速起停。但是，如果增大起停电机的功率来支持快速起停，又将进一步增大起停电机起动时的瞬间起动电流，起动电流会有较大的瞬间峰值，致使起停电机的寿命缩短，同时还会影响汽车中的其它电子设备(如点火开关)；如果减少起停电机的起动次数来延长寿命，又将导致发动机经常处于怠速状态(如汽车遇到红绿灯时)，从而浪费汽油资源，还增加了尾气排放和噪声，不利于环保节能。

为了解决上述问题，如图1所示，专利号为CN201210590649.4的中国发明专利公开了一种继电器，其能够切入或切出限流电阻，以便实现在起停电机的起动瞬间抑制过大的起动电流，达到延长起停电机寿命的目的。

上述专利号为CN201210590649.4的中国发明专利所公开的继电器存在以下不足：

第一，由于金属下壳体101的底板是封闭的，绕组2产生的磁场回路会通过动铁芯3和金属下壳体101底板位于动铁芯3正下方的部分，造成动铁芯3与金属下壳体101底板之间产生了相吸的磁力，因此阻碍了动铁芯3向上运动，使得动铁芯3与金属下壳体101的吸合不干脆，并有一定几率会造成动铁芯3与静铁芯21吸合失败，使得继电器的工作可靠性因此 而降低；

第二，如图2所示，为了解决上述动铁芯3与金属下壳体101底板之间产生了相吸磁力的问题，现有技术中所采用的方法是在动铁芯3与金属下壳体101之间设置隔磁片23，但实验证明，这样做仍然会存在漏磁，仍存在失效风险；

第三，由于金属下壳体101的底板是封闭的，在上述继电器进行组装时，需要先将隔磁片23、动铁芯3、顶杆8、弹簧6安装到金属下壳体101中，再将金属下壳体101与绝缘上壳体102进行组合，安装工艺较为复杂，且不利于隔磁片23、动铁芯3、弹簧6和顶杆8的检测；

第四，上述继电器进行安装时，需要在金属下壳体101的底面焊接一个安装座24，材料浪费比较大，工艺成本高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种分体式峰值电流抑制继电器。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种分体式峰值电流抑制继电器，设有由金属下壳体和绝缘上壳体组成的壳体，并设有安装于所述绝缘上壳体内的动触片、两片静触片、动触片弹簧、两根接线柱和限流电阻以及安装于所述金属下壳体内的绕组、动铁芯、动铁芯弹簧、绝缘顶杆和静铁芯；所述动触片在所述动触片弹簧的作用下压紧在所述两片静触片上，所述两根接线柱的上端部均穿出所述绝缘上壳体之外，第一根所述接线柱的下端部分别与所述限流电阻的一端和第一片所述静触片电连接，第二根所述接线柱的下端部分别与所述限流电阻的另一端和第二片所述静触片电连接；所述绕组的绕线架坐落在所述金属下壳体的底部，所述静铁芯坐落在所述绕线架的顶部，所述动铁芯放置在所述绕线架的中心通孔中并能沿所述绕线架的轴向滑动，所述绝缘顶杆的下端部连接所述动铁芯、上端部沿所述绕线架的轴线方向穿过所述静铁芯的中心通孔后伸至所述动触片的下方位置，所述动铁芯在绕组通电后与所述静铁芯吸合并使得所述绝缘顶杆在动铁芯的带动下将所述动触片顶离所述两片静触片，所述动铁芯和绝缘顶杆在绕组断电后在所述动铁芯弹簧的作用下复位，其特征在于：所述的金属下壳体的底部设有底部通孔，所述底部通孔的横截面能够容所述动铁芯穿过，所述金属下壳体的底部通孔、绕线架的中心通孔和所述静铁芯的中心通孔共轴设置。

为了以优化磁场回路的方式增强动铁芯与静铁芯之间的吸合效果，作为本实用新型的一种改进，所述的动铁芯为顶面设有盲孔的圆柱体形铁芯，所述绝缘顶杆的下端部嵌入固定在 该圆柱体形铁芯的盲孔中。

为了以降低动铁芯重量的方式增强动铁芯与静铁芯之间的吸合效果，作为本实用新型的一种改进，所述的动铁芯为H字形铁芯，所述绝缘顶杆的下端部嵌入固定在该H字形铁芯的上部缺口中。

为了进一步以优化磁场回路的方式增强动铁芯与静铁芯之间的吸合效果，作为本实用新型的一种改进，所述的静铁芯由盘形主体和设置在盘形主体下端面的中心凸台构成，所述盘形主体和中心凸台均设有通孔并且该两者的通孔连通组成所述静铁芯的中心通孔；所述静铁芯的盘形主体坐落在所述绕线架的顶部上并与所述金属下壳体紧贴设置，所述静铁芯的中心凸台嵌装在所述绕线架的中心通孔中。

为了确保继电器的工作可靠性，作为本实用新型的优选实施方式，所述的分体式峰值电流抑制继电器还设有安装于所述金属下壳体内的支架；所述支架与所述壳体相对固定安装，所述支架具有凸台和贯穿该凸台的导向通孔，所述支架的凸台嵌装在所述静铁芯的中心通孔中、导向通孔与所述静铁芯的中心通孔共轴设置；所述绝缘顶杆由杆身和作为下端部的杆头构成，所述杆身从支架的导向通孔穿过，所述杆身的上端部即为所述绝缘顶杆的上端部，所述动铁芯弹簧的上端与所述支架的凸台相抵、下端与所述绝缘顶杆的杆头相抵。

为了确保继电器的工作可靠性，作为本实用新型的优选实施方式，所述绝缘上壳体的顶部设有两个顶部通孔和一个位于内壁面的顶部盲孔，所述两根接线柱的下端部均具有凸台，所述两根接线柱的中部分别嵌装固定在所述绝缘上壳体的两个顶部通孔中，所述限流电阻的两端分别连接在所述两根接线柱的凸台底面上；所述两片静触片均具有通孔，第一片所述静触片通过其通孔套在所述第一根所述接线柱上并被夹紧固定在第一片所述静触片的凸台与所述绝缘上壳体的顶部之间，第二片所述静触片通过其通孔套在所述第二根所述接线柱上并被夹紧固定在第二片所述静触片的凸台与所述绝缘上壳体的顶部之间，并且，所述两片静触片的内端部均伸至所述绝缘上壳体的顶部盲孔下方位置，且所述两片静触片之间留有间隙；所述动触片和动触片弹簧均容纳在所述绝缘上壳体的顶部盲孔中，所述动触片弹簧的上端与所述绝缘上壳体的顶部相抵、下端与所述动触片相抵，所述动触片在所述动触片弹簧的作用下压紧在所述两片静触片的内端部上；所述绝缘顶杆的上端部伸至所述两片静触片之间的间隙处。

为了便于继电器的安装，作为本实用新型的优选实施方式，所述金属下壳体的底部外壁面设有用于安装固定继电器的安装孔。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的分体式峰值电流抑制继电器还设有控制电路， 所述控制电路具有用于控制绕组通断电的控制端，该控制端与所述绕组的线圈回路电连接。

作为本实用新型的一种改进，所述的分体式峰值电流抑制继电器还设有绝缘塞体；所述绝缘塞体嵌装在所述金属下壳体的底部通孔中。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型通过在金属下壳体的底部设置能够容动铁芯穿过的底部通孔，使得绕组容易的形成集中在动铁芯、静铁芯、金属下壳体侧壁紧贴绕组的部分、金属下壳体底面紧贴绕组的部分中的磁场回路，该优化的磁场回路能够减少外部因素干扰，从而减少金属下壳体底面漏磁对动铁芯的影响，能使动铁芯能够快速干脆的响应绕阻磁场的吸力，确保了分体式峰值电流抑制继电器的工作可靠性；

第二，本实用新型进行组装时，动铁芯、顶杆、弹簧可以在金属下壳体与绝缘上壳体组合完成后再从金属下壳体的底部通孔进行安装，从而优化继电器的装配工艺，减少零部件的使用，提高材料的利用率和使用可靠性，减少成本，并且动铁芯、弹簧和顶杆能够方便的进行检测；

第三，本实用新型在金属下壳体的底部外壁面设有用于安装固定继电器的安装孔，免于在金属下壳体的底面焊接安装座，从而节约了材料，减轻了重量，降低了成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为现有的峰值电流抑制继电器的剖面结构示意图；

图2为现有技术中采用隔磁片的峰值电流抑制继电器的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的峰值电流抑制继电器在绕组未通电时的剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例一的峰值电流抑制继电器在绕组通电时的剖面结构示意图；

图6为本实用新型限流电阻位置处的仰视图；

图7为本实用新型的绝缘顶杆、绕组、衔铁、接线柱、支架、控制电路的安装示意图；

图8为本实用新型的继电器接入起停电机的电路原理框图；

图9为本实用新的型继电器接入起停电机的结构示意图；

图10为现有起动电流的曲线图；

图11为本实用新型起动电流和现有起动电流的曲线对比示意图；

图12为本实用新型实施例二的峰值电流抑制继电器在绕组通电时的剖面结构示意图；

图13为本实用新型实施例三的峰值电流抑制继电器在绕组未通电时的剖面结构示意图；

图中：实心三角形指向的虚线表示电流回路，空心三角形指向的虚线表示磁场回路；

1、壳体；101、金属下壳体；102、绝缘上壳体；2、绕组；3、动铁芯；4、动触片；5、静触片；6、动铁芯弹簧；7、动触片弹簧；8、绝缘顶杆；9、支架；10、电机；11、接线柱；12、限流电阻；13、控制电路；14、电磁开关；15、接入本实用新型继电器前起动电流的曲线；16、接入本实用新型继电器后起动电流的曲线；17、电源输入端；18、蓄电池；19、起动齿轮；20、齿圈；21、静铁芯；22、绝缘塞体。

具体实施方式

实施例一

如图3至图7所示，本实用新型的分体式峰值电流抑制继电器，设有由金属下壳体101和绝缘上壳体102组成的壳体1以及安装于壳体1内的控制电路13，并设有安装于绝缘上壳体102内的动触片4、两片静触片5、动触片弹簧7、两根接线柱11和限流电阻12以及安装于金属下壳体101内的绕组2、动铁芯3、动铁芯弹簧6、绝缘顶杆8、支架9和静铁芯21。

上述绝缘上壳体102的顶部设有两个顶部通孔和一个位于内壁面的顶部盲孔，两根接线柱11的下端部均具有凸台，两根接线柱11的中部分别嵌装固定在绝缘上壳体102的两个顶部通孔中，两根接线柱11的上端部均穿出绝缘上壳体102之外，限流电阻12的两端分别连接在两根接线柱11的凸台底面上。上述两片静触片5均具有通孔，第一片静触片5通过其通孔套在第一根接线柱11上并被夹紧固定在第一片静触片5的凸台与绝缘上壳体102的顶部之间，第二片静触片5通过其通孔套在第二根接线柱11上并被夹紧固定在第二片静触片5的凸台与绝缘上壳体102的顶部之间，并且，两片静触片5的内端部均伸至绝缘上壳体102的顶部盲孔下方位置，且两片静触片5之间留有间隙，使得第一根接线柱11的下端部分别与限流电阻12的一端和第一片静触片5电连接，且第二根接线柱11的下端部分别与限流电阻12的另一端和第二片静触片5电连接。上述动触片4和动触片弹簧7均容纳在绝缘上壳体102的顶部盲孔中，动触片弹簧7的上端与绝缘上壳体102的顶部相抵、下端与动触片4相抵，动触片4在动触片弹簧7的作用下压紧在两片静触片5的内端部上；绝缘顶杆8的上端部伸至两片静触片5之间的间隙处。

上述金属下壳体101的底部设有底部通孔101a，底部通孔101a的横截面能够容动铁芯3穿过，并且，金属下壳体101的底部外壁面设有用于安装固定继电器的安装孔101b。上述绕组2的绕线架201坐落在金属下壳体101的底部；上述静铁芯21由盘形主体和设置在盘形主体下端面的中心凸台构成，盘形主体和中心凸台均设有通孔并且该两者的通孔连通组成静铁 芯21的中心通孔，静铁芯21的盘形主体坐落在绕线架201的顶部上并与金属下壳体101紧贴设置，静铁芯21的中心凸台嵌装在绕线架201的中心通孔中；上述支架9与壳体1相对固定安装，支架9具有凸台和贯穿该凸台的导向通孔，支架9的凸台嵌装在静铁芯21的中心通孔中、导向通孔与静铁芯21的中心通孔共轴设置，金属下壳体101的底部通孔101a、绕线架201的中心通孔和静铁芯21的中心通孔共轴设置。上述动铁芯3为顶面设有盲孔的圆柱体形铁芯，动铁芯3放置在绕线架201的中心通孔中并能沿绕线架201的轴向滑动；上述绝缘顶杆8由杆身82和杆头81构成，杆头81嵌入固定在该圆柱体形铁芯的盲孔中，杆身82从静铁芯21的中心通孔和支架9的导向通孔穿过，杆身82的上端部伸至动触片4的下方位置；动铁芯弹簧6的上端与支架9的凸台相抵、下端与绝缘顶杆8的杆头81相抵。从而，使得动铁芯3在绕组2通电后与静铁芯21吸合并使得绝缘顶杆8在动铁芯3的带动下将动触片4顶离两片静触片5，动铁芯3和绝缘顶杆8在绕组2断电后在动铁芯弹簧6的作用下复位。

上述控制电路13具有用于控制绕组2通断电的控制端，该控制端与绕组2的线圈回路电连接。通过控制电路13的控制端在设定时间内接通或断开绕组2的线圈回路，可马上或延时和定时切入限流电阻12，以使动触片4、静触片5分离而接通限流电阻12，或使动、静触片4、5接合而短接限流电阻12。该控制电路13具有延时及持续一段维持时间后接通、断开控制端功能，可采用现有常规控制电路并编制相应程序实现，由控制电路13延时控制继电器的通、断、或持续时间，从而控制限流电阻12的延时切入和定时切出。使用时，将本继电器的两接线柱11传接入电机10的主回路中，继电器的线圈由蓄电池供电，通过在电机10的主回路上串入限流电阻12来抑制起停电机的瞬间峰值起动电流。接入本实用新型继电器后的起动电流曲线16如图11所示，对比接入本实用新型继电器前的起动电流曲线15可知，切入的限流电阻12可抑制瞬间峰值起动电流，且在起停电机正常工作时，限流电阻12切除，使起停电机不受影响。

本实施例的动、静触片4、5均采用碲铜材料制成，限流电阻12采用Cr20Ni80或0Cr21AI16Nb材料制成，两者均属于20℃时电阻率在0.8×10-6Ω·m～2.0×10-6Ω·m之间、熔点大于1000℃的合金材料，以利于保证限流电阻12抑制电流的可靠性。

如图8和图9所示，本实施例的包含上述继电器的抑制起停电机峰值起动电流的起停电机，包括上述的继电器、电机10、电磁开关14、由外部蓄电池供电输入的电源输入端17和上述本实施例的继电器，电源输入端17一路依次经继电器的两接线柱11、电磁开关14的触点后接至电机10，形成用于电机10供电启停的主回路；电源输入端17具有第二路连接继电器的线圈(即绕组2中的线圈)，形成用于控制继电器的动触片4、静触片5接合或分离的继 电器线圈控制回路，其中，通过继电器的控制电路13控制继电器的线圈的接通或断开；电源输入端17具有第三路连接电磁开关14的线圈，形成用于控制电磁开关14的触点闭合或打开的电磁开关线圈控制回路；通过控制电路13在设定时间内接通或断开继电器的线圈回路(即绕组的线圈回路)，以在电机10的主回路上串入抑制电阻12抑制瞬间峰值起动电流。其中，继电器的两接线柱11即为继电器的触点。当点火开关L闭合接通后，因为继电器的两接线柱11处于常闭状态，所以当电磁开关14的触点闭合时则形成了如图10、11所示的起动电流。

汽车的点火开关K接通后，汽车的蓄电池18接入起停电机的电源输入端17，分别对电磁开关14的线圈、继电器的控制电路、电机10进行供电，由于继电器的常闭触点和电磁开关14的常开触点是串联连接，所以可以确保切入限流电阻12前，可由电磁开关14控制电机10的主回路。当点火开关K接通时，蓄电池18的电源分别接入电磁开关14的线圈、继电器的控制电路13，两者同时得电，控制电路13控制继电器的线圈延时由常闭切换至旁路而接入限流电阻12，电磁开关14的线圈得电后，一方面吸合电磁开关14的触点使电机10的主回路接通，电机10得电运转，另一方面吸合推动起动齿轮19与发动机的齿圈20啮合，从而带动发动机旋转。发动机正常起动后，点火开关K复位，继电器、电磁开关14的线圈失电，电磁开关14的触点断开，继电器触点切换为常闭，电机10停止运转，并且起动齿轮19脱离齿圈20。

实施例二

如图12所示，本实用新型实施例二的分体式峰值电流抑制继电器与实施例一基本相同，它们的不同点在于：本实施例二中，动铁芯3为H字形铁芯，绝缘顶杆8的下端部嵌入固定在该H字形铁芯的上部缺口中，从而，能够以降低动铁芯重量的方式增强动铁芯与静铁芯之间的吸合效果。

实施例三

如图13所示，本实用新型实施例三的分体式峰值电流抑制继电器与实施例一基本相同，它们的不同点在于：本实施例三中，分体式峰值电流抑制继电器还设有绝缘塞体22；绝缘塞体22嵌装在金属下壳体101的底部通孔101a中。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。