一种衔铁单侧止挡的电磁继电器的制作方法

本发明涉及电磁继电器，更具体地说，涉及一种衔铁单侧止挡的电磁继电器。

背景技术：

由于电磁继电器的既定线圈参数(如漆包线的线径大小、线圈的绕线安匝数、给定线圈的电压或电流大小)决定线圈与铁芯产生的吸力能否使衔铁可靠动作。为了使衔铁与铁芯面的距离得到保证，则需要对衔铁进行止挡，否则在线圈产生某一特定的吸力下，距离过大，空气磁阻大，所产生的吸力可能无法带动衔铁往铁芯方向动作。

中国发明专利申请200910260807.8公开了一种电磁继电器，在底座上和与底座相对一侧的外壳内壁处分别设有一用来限制动簧衔铁组件向远离铁芯方向运动的限位凸台，即，在底座上设有用来限制动簧衔铁组件向远离铁芯方向运动的第一限位凸台，在外壳内壁处设有用来限制动簧衔铁组件向远离铁芯方向运动的第二限位凸台；在沿着铁芯的轴线的方向，第一限位凸台、第二限位凸台与动簧衔铁组件之间的距离小于动簧的第一弯折线与衔铁之间的距离。在第一限位凸台和第二限位凸台能够产生限位作用的位置处，若动簧段没有覆盖在衔铁上，则第一限位凸台、第二限位凸台是与衔铁之间的距离小于动簧的第一弯折线与衔铁之间的距离。第一限位凸台和第二限位凸台可以是分别设在相对位置的底座上和外壳内；也可以是分别设在不相对位置的底座上和外壳内。

上述现有技术是在底座上设置凸出部，用于对衔铁进行限位，但设置凸出部的技术方案存在的不足是：由于空间限制，凸出部相对太细、太长，进而底座零部件在注塑下料(取料)或者运输过程中，因零件件之间相互碰撞，容易造成凸出部折断的情况；但如果凸出部刻意加工得粗一些，因凸出部相对太长，则凸出部内部会存在气泡或形成马蜂窝，降低凸出部的强度，进而在工作中容易折断的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单侧止挡即可保证接触可靠性的衔铁单侧止挡的电磁继电器。

本发明的技术方案如下：

一种衔铁单侧止挡的电磁继电器，包括底座、罩壳、磁路组件、复位组件，底座设置有静触头机构，磁路组件包括电磁机构、轭铁，复位组件包括动簧、动触头机构、衔铁，衔铁朝向底座的端面设置有突出的止挡块，底座的内壁对应止挡块设置有下凹的止挡槽，止挡块插装入止挡槽，对衔铁形成限位。

作为优选，止挡块的厚度或止挡块与衔铁的夹角决定动触头机构与静触头机构之间的距离；当止挡块从朝向动簧的一面减薄厚度，或者止挡块朝向铁芯弯折，动触头机构与静触头机构之间的距离增大；当止挡块从朝向动簧的一面增加厚度，或者止挡块朝向动簧弯折，动触头机构与静触头机构之间的距离减小。

作为优选，动触头机构为一体化动触桥结构，包括一个动触片、两个动触点，动触点朝向静触头组件设置于动触片上；动簧包括连接部、弹性复位部，连接部为左右对称的“工”字型结构，动触片设置于连接部末端的动触头机构安装板，衔铁设置于连接部前端的衔铁安装板；弹性复位部的一端弯折连接于衔铁安装板，另一端连接于轭铁。

作为优选，动簧采用不锈钢材质，用于提高继电器的灭弧性能。

作为优选，衔铁朝向动簧的外壁设置分段式缓冲结构，对止挡块与止挡槽撞击后，动簧出现的抖动实现分段缓冲；其中，动簧的连接部与每段缓冲结构逐级接触时形成的力臂逐级减小，直至抖动停止。

作为优选，分段式缓冲结构包括设置于朝向动触头机构的边沿位置凹进的沉台，以及设置于沉台朝向动触头机构的边沿位置的倒角；连接部的动触头机构安装板与衔铁安装板之间的连接臂位于沉台的范围内，为动簧提供让位空间。

作为优选，沉台包括至少一级台阶；倒角包括至少一段斜面，当包括多做斜面时，越靠近动触头机构的斜面的倾斜角度越大。

作为优选，连接臂的刚度决定动触头机构与静触头机构之间的触点压力；当加宽连接臂的宽度，连接臂的刚度增强，动触头机构与静触头机构之间的触点压力增大；反之，则减小。

作为优选，沉台朝向止挡块的一端，不贯通至止挡块。

作为优选，衔铁通过铆接设置于衔铁安装板，铆接位置与铁芯错开，位于铁芯上方。

作为优选，弹性复位部包括弯折面、固定臂，弯折面的一端与衔铁安装板连接，弯折面悬空于衔铁与轭铁，固定臂悬空与轭铁顶面突起的安装块连接；弯折面包括与衔铁安装板连接的前端部、与固定臂连接的后端部；轭铁朝向衔铁的端面两侧设置有突出的楔形块，衔铁的两侧对应楔形块各设置有用于插接楔形块的楔形口，楔形口的开口窄于楔形口的底部。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的衔铁单侧止挡的电磁继电器，通过底座的止挡槽与衔铁单侧设置的止挡块配合安装，实现衔铁的单侧止挡。根据继电器应用环境设置不同结构的衔铁的止挡块，以调整衔铁与铁芯之间的距离，进而决定动触头机构与静触头机构之间的距离，例如减薄、前折弯、后折弯等。进而，生产过程中，可以先生成标准规格的衔铁，然后根据继电器应用环境通过打扁减薄、往前折弯、往后折弯止挡块，得到不同规格的衔铁，进而得到适用于不同应用环境的不同规格的继电器。

为了保证在单侧止挡的情况下实现平衡限位，确保两个动触头机构的触点压力尽可能相同，本发明的动簧的连接部设置为左右对称的“工”字型结构，一方面保证动簧的平衡，另一方面在“工”字型结构的连接部的联动作用下，衔铁与动触头机构同步联动，动触头机构的两个触点同步联运，保证触点压力，确保接触可靠性。

本发明在衔铁上设置沉台与倒角，使得衔铁上形成实现动簧缓冲的让位空间，实现双重缓冲，防止工作过程中，动簧与衔铁形成直接冲撞并有反弹回跳的现象，降低或杜绝止挡块、动触头机构反弹回跳的效果。

本发明以更简单的单侧止挡结构，配合动簧构成平衡限位系统，实现衔铁的平衡限位；并且通过缓冲结构实现对动簧的防抖功能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是底座的结构示意图；

图3是本发明的内部结构示意图；

图4是底座的结构示意图(止挡槽为“口”型槽)；

图5是底座的结构示意图(止挡槽为“冂”型槽)；

图6是底座的结构示意图(止挡槽为倒“冂”型槽)；

图7是底座的结构示意图(止挡槽为“t”型槽)；

图8是衔铁的正视图；

图9是衔铁的结构示意图；

图10是衔铁的结构示意图(止挡块减薄)；

图11是衔铁的结构示意图(止挡块朝向铁芯弯折)；

图12是衔铁的结构示意图(止挡块朝向动簧弯折)；

图13是衔铁的结构示意图(设置一个沉台、一个倒角)；

图14是衔铁的结构示意图(设置一个沉台、两个倒角)；

图15是衔铁的结构示意图(设置两个沉台、一个倒角)；

图16是动簧的结构示意图；

图17是复位组件的结构示意图一；

图18是复位组件的结构示意图二；

图19是磁路组件的结构示意图；

图中：10是底座，11是静触头机构，12是外线束接口，13是出线接头，14是进线接头，15是止挡槽，20是罩壳，30是动簧，301是连接部，3011是衔铁安装板，3012是连接臂，3013是动触头机构安装板，302是弹性复位部，3021是弯折面，30211是前端部，30212是后端部，3022是固定臂，3023是卡扣，31是动触头机构，32是衔铁，321是止挡块，322是沉台，323是倒角，324是缺口，325是楔形口，40是轭铁，401是楔形块，402是卡块，41是线圈，42是铁芯。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明为了解决现有技术存在的底座的凸出部占用空间、强度性、平衡限位效果不佳等不足，提供一种衔铁单侧止挡的电磁继电器，以更简单的单侧止挡结构，配合动簧构成平衡限位系统，实现衔铁的平衡限位。

如图1、图3所示，本发明所述的衔铁32单侧止挡的电磁继电器，包括底座10、罩壳20、磁路组件、复位组件，底座10的内侧设置有静触头机构11，底座10的外侧设置有外线束接口12、出线接头13、进线接头14；静触头机构11由出线接头13、进线接头14位置底座10内的部分构成，通常设置两个静触点，两个静触点分别对应出线接头13、进线接头14。由于进线与出线位置可根据实际实施需求进行设置，即出线接头13、进线接头14可以根据安装需求互换位置。本实施例以出线接头13设置于外线束接口12与进线接头14之间为例进行详细描述。

磁路组件包括电磁机构、轭铁40，复位组件包括动簧30、动触头机构31、衔铁32；磁路组件、复位组件设置于底座10与罩壳20围成的封闭空间内。本发明中，实现衔铁32止挡的止挡结构为：如图8、图9所示，衔铁32朝向底座10的端面设置有突出的止挡块321，如图2所示，底座10的内壁对应止挡块321设置有下凹的止挡槽15，止挡块321插装入止挡槽15，对衔铁32形成限位。止挡槽15开设于底座10，由于底座10的壁厚均匀，止挡槽15的结构强度更高。止挡块321与止挡槽15设置的目的是保证动触头机构11在既定空间内运动，和防止衔铁32的脱离，则具体实施时，如图4、图5、图6、图7所示，可根据实施需求实施为“口”型槽、“冂”型槽、倒“冂”型槽或“t”型槽等，在结构原理上，等同于增加了加强筋，进一步加强结构强度，避免现有技术依靠刻意做粗凸出部而存在的内部形成马蜂窝、强度弱、稳定性差等不足。当底座10实施为塑料材质时，刚性低于金属材质的衔铁32，则止挡槽15可作为缓冲层，对衔铁32的运动进行缓冲。

为了保证衔铁32的安装稳定性，止挡块321尽可能要设置到衔铁32下端，进而能够避免止挡块321位于太靠近轭铁40的刀口一端，进而造成衔铁32因反弹力而脱离。

衔铁32的止挡块321在止挡槽15具有一定的活动空间，通过调整止挡块321厚度或者折弯止挡块321进而调整止挡块321在止挡槽15内的运动行程，则可最终调整动触头机构31与静触头机构11之间的距离，以使本发明针对不同的应用场景实施得到不同规格的产品，即在不同的电压环境中使用，对触点间隙有不同的要求。

基于止挡结构，止挡块321的厚度或止挡块321与衔铁32的夹角决定动触头机构31与静触头机构11之间的距离。进而，实现衔铁32的高适配性，对于不同规格的产品，不需要针对底座10开设多种不同规格的模具，大大降低成本。

如图10、图11所示，当止挡块321从朝向动簧30的一面减薄厚度，即削减止挡块321背离铁芯42那一面的厚度，或者止挡块321朝向铁芯42弯折，动触头机构31与静触头机构11之间的距离增大，即在衔铁32脱离铁芯42的方向上，增大止挡块321背离铁芯42的表面与止挡槽15远离铁芯42表面的距离。进而，动触头机构31与静触头机构11之间的距离大，可满足大负载(大电流、大电压)的应用环境，因为大负载(大电流、大电压)的条件下，需增大动触头机构31与静触头机构11之间的距离来保证动触点在断开过程可靠断弧的能力。现有技术如果刻意在衔铁的止挡位置减薄厚度，由于止挡位置位于铁芯附近，则将对衔铁的致密性造成有影响，进而影响磁回路。与现有技术相比，本发明基于止挡块321的结构，在通过减薄止挡块321的厚度以增大动触头机构31与静触头机构11之间的距离时，完全避免出现现有技术存在的不足。

当止挡块321从朝向动簧30的一面增加厚度，即加厚止挡块321背离铁芯42那一面的的厚度，或者止挡块321朝向动簧30弯折，如图12所示，动触头机构31与静触头机构11之间的距离减小，即在衔铁32脱离铁芯42的方向上，减小止挡块321与止挡槽15间面与面的距离。进而，动触头机构31与静触头机构11之间的距离小，可满足小负载(小电流、小电压)的应用环境。

本发明通过单个部件(即衔铁32)的结构调整，进而得到不同规格的产品。进而，生产过程中，可以先生成标准规格的衔铁32，然后根据继电器应用环境通过打扁减薄、往前折弯、往后折弯止挡块321，得到不同规格的衔铁32，进而得到适用于不同应用环境的不同规格的继电器。止挡块321加厚的实施方式可作为另一标准规格进行生产，由于其技术效果可由上述的止挡块321朝向动簧30弯折的实施方式代替，因而止挡块321加厚的实施方式可作为另一种实施方式。

本发明中，动触头机构31为一体化动触桥结构，包括一个动触片、两个动触点，动触点朝向静触头组件11设置于动触片上。

如图16、图17、图18所示，动簧30包括连接部301、弹性复位部302，连接部301为左右对称的“工”字型结构，“工”字型结构的连接部301包括末端的动触头机构安装板3013、前端的衔铁安装板3011、连接动触头机构安装板3013与衔铁安装板3011的连接臂3012。动触片设置于动触头机构安装板3013，衔铁32设置于衔铁安装板3011。基于一体化动触桥结构的动触头机构31，动触头机构安装板3013不需要中间开叉设计，避免了动簧30在冲裁、清洗、运输过程中，零部件在分叉中间互卡，发生变形，出现两边动触头机构31上的动触点间的间距不一致的问题。同时，因采用一体化结构的动触头机构31，避免焊接铜织线，降低成本，节省工序。虽然两个动触点接在同一个动触片上，会影响灭弧，为了保证继电器的灭弧性能，本实施例中，动簧30采用不锈钢材质，用于提高继电器的灭弧性能。由于不锈钢动簧30能够有效提高灭弧能力，进而弥补一体化结构的动触头机构31带来的灭弧性能影响，保证继电器的灭弧性能。

衔铁安装板3011和衔铁32贴合，动触头机构安装板3013通过连接臂3012伸出衔铁32外，衔铁安装板3011与动触头机构安装板3013均为完整连续的板结构，动触片的外表面通过铆接设置于动触头机构安装板3013。本实施例中，衔铁32通过铆接设置于衔铁安装板3011，由于衔铁32的铆接点底部对应的沉孔远离铁芯42的极靴面，会造成空气磁阻大，不利于线圈41产生的吸力使衔铁32可靠动作，则铆接位置与铁芯42错开，位于铁芯42上方，使得衔铁32与动簧30的铆接点避开铁芯42极靴面，在不增加线圈匝数的情况下，以保证线圈41产生的吸力使衔铁32可靠动作，保证继电器低成本、小型化的设计。

弹性复位部302的一端弯折连接于衔铁安装板3011，另一端连接于轭铁40。本实施例中，衔铁32卡设于轭铁40的刀口，衔铁32以轭铁40的刀口为支点进行摆动，衔铁32朝向轭铁40的刀口的一端设有缺口324。弹性复位部302包括弯折面3021、固定臂3022，弯折面3021的一端与衔铁安装板3011连接，弯折面3021悬空于衔铁32与轭铁40，固定臂3022悬空与轭铁40顶面突起的安装块连接。具体地，弯折面3021包括与衔铁安装板3011连接的前端部30211、与固定臂3022连接的后端部30212，前端部30211与衔铁安装板3011连接，后端部30212与固定臂3022连接。弯折面3021的宽度适应缺口324，弯折面3021与衔铁32的间隙保证衔铁32能自由转动。固定臂3022的末端设置卡扣3023，轭铁40上设置突出于表面的卡块402，卡扣3023卡入卡块402的卡槽中，从而在固定臂3022的末端形成对动簧30的定位安装。

本发明采用单侧止挡的结构，因而止挡过程可能存在衔铁32朝向一边偏转的问题，本发明依靠动簧30的材料属性和结构来解决，动簧30的材料实施为不锈钢，不锈钢比普通的铜材作为动簧30的优势在于，不锈钢材料具有极高的挠度和刚性，保证动簧30具有可靠的平衡能力。此外，因动簧30的刚性大，“工”字型结构的连接部301带动动触头机构31快速断弧，减少燃弧对触点的烧蚀。本实施例中，动簧30为左右对称结构，即连接部301、弹性复位部302均为左右对称，固定臂3022的对称轴与动簧30的对称轴形成共轴。

所述的动簧30具有可靠的平衡能力的原理如下：

如图18所示，连接部301与弹性复位部302的连接位置形成一个折弯角，弯折面3021的弯折位置(与连接部301之间)形成一个折弯角，当动簧30的卡扣3023挂在卡块402的卡槽时，动簧30的两个折弯角的受拉力方向为从弯折面3021指向卡扣3023。

进一步地，如图19所示，轭铁40朝向衔铁32的端面两侧设置有突出的楔形块401，如图8所示，衔铁32的两侧对应楔形块401各设置有用于插接楔形块401的楔形口325，楔形口325的开口窄于楔形口325的底部。即楔形块401与楔形口325的配合连接，使得衔铁32与轭铁40在前后左右的方向上互为类似楔形结构配合，保证衔铁32在动作返回的过程不发生偏转。

本发明中，由于衔铁32与动触头机构31独立设置，并通过动簧30连接，当动触头机构31的重量较大时，在衔铁32复位过程中，动簧30的带动惯性也大；因此，需要加长动簧30的形变(缓冲)力臂，将动簧30、衔铁32的铆接位置设置于高于铁芯42，沉台322要从动簧30的连接臂3012与衔铁安装板3011的连接位置朝前延伸。

由于止挡槽15在预设的固定位置对止挡块321形成限位，则在动簧30复位过程中，由于动簧30的力臂(衔铁32的铆接位置到动触头机构31的距离)较长，加上动触头机构31的自重，当止挡块321与止挡槽15发生撞击时，动簧30带动动触头机构31在惯性的作用下，先向静触头机构11的方向移动后又往回移动，即动簧30将出现抖动现象。因动簧30的刚性大，容易发生谐振(共振)，增加抖动振幅，而出现动触头机构31与静触头机构11相接触而出现误动作问题。为了防止动簧30因抖动而与衔铁32发生直接撞击，而产生反弹回跳的现象，以及由于多次反弹回跳造成动簧30的早期疲劳、动触头机构31与静触头机构11误动作等问题，本发明在衔铁32上设置容纳动簧30抖动的缓冲空间。

本发明通过分段式缓冲反弹，即衔铁32朝向动簧30的外壁设置分段式缓冲结构，对止挡块321与止挡槽15撞击后，动簧30出现的抖动实现分段缓冲；以解决在不改变动簧30的材质的情况下，由于刚性过大而造成的抖动问题。其中，动簧30的连接部301与每段缓冲结构逐级接触时形成的力臂逐级减小，直至抖动停止；其原理是通过扭矩＝f*l中的l变化来缓冲，因而设置沉台322与倒角323，以实现分段式缓冲效果。l变化过程具体如下：

连接部301不与沉台322接触时，l为从衔铁32的铆接点到动触点的距离；连接部301与沉台322接触、不与倒角323接触时，l为从沉台322靠近轭铁40的边缘到动触点的距离；连接部301与倒角323接触时，l为倒角323到动触点的距离。

此外，衔铁32的铆接点到沉台322边缘的距离要小于沉台322边缘到倒角323边缘的距离，在工作过程中：止挡块321与止挡槽15碰撞时，因动簧30的刚性大，往静触点方向摆动，摆动到沉台322边缘后，动簧30的宽度较小，刚性减小，柔性增大，沉台322的间距够大，缓冲空间大，抖动被吸收越多，再通过倒角323进一步降低抖动，保证触点间距可靠性。

进一步的，衔铁安装板3011的下端覆盖沉台322的上边缘，避免因衔铁32的颈部的宽度减小，在沉台322的上边缘抖动的过程中产生疲劳而出现裂纹，进而影响触点压力。

具体地，如图9所示，分段式缓冲结构包括设置于朝向动触头机构31的边沿位置凹进的沉台322，以及设置于沉台322朝向动触头机构31的边沿位置的倒角323，即沉台322的高度h＞0mm，倒角323的前端高度h1＞h；连接部301的动触头机构安装板3013与衔铁安装板3011之间的连接臂3012位于沉台322的范围内，为动簧30提供让位空间。其中，沉台322为动簧30抖动的初始阶段提供缓冲。沉台322作为第一步缓冲，目的在于满足动簧30的长力臂在初始阶段抖动、反弹会跳所需的小空间(避让位置)。倒角323为动簧30抖动进一步提供缓冲，抖动在第二步缓冲中停止；倒角323作为第二步缓冲，目的在于满足动触头机构31的自重以及动簧30的长力臂带动动簧30的连接部301反弹回跳所需的大空间(避让位置)。

如果只设置沉台322，材料可能存在致密性问题；如果只设置倒角323，则力臂不够。因此，沉台322与倒角323的结合，针对动簧30抖动的全过程提供双重缓冲，以降低甚至能够消除动簧30的反弹回跳现象，避免因无法灭弧而产生的误动作。

通过cae分析和利用实际样件通过高速摄像拍照的结果来看，如果只设计沉台322和倒角323的其中之一，动触头机构31的重量较大，较难完全吸收动簧30复位过程所产生的反弹回跳能量，因而，同时设置沉台322与倒角323，能够更好地解决反弹回跳带来的问题。

基于沉台322结合倒角323的结构，可根据实施需求设置沉台322与倒角323的数量与角度，即，如图13、图14、图15所示，沉台322包括至少一级台阶；倒角323包括至少一段斜面，当包括多做斜面时，越靠近动触头机构31的斜面的倾斜角度越大。

由于沉台322的加工不能通过刀切，只能通过拍打工艺形成，再通过切角成倒角323。由于沉台322的长度过长，无法通过类似两次倒角323的加工工艺形成(倒角323无法切到位)，更不能通过两次拍打成型(会造成致密性问题，导致容易开裂)。为了保证良品率，沉台322朝向止挡块321的一端，不贯通至止挡块321。衔铁32的沉台322(可包括倒角323)不与止挡块321相通的原因在于，止挡块321通常实施的宽度较小，如果需要将止挡块321打扁以减薄止挡块321的厚度时，由于止挡块321宽度较小、厚度减薄之后，止挡块321会在电镀过程存在变形的风险，进而可能导致无法装备、触点间隙不稳定的问题。

当动簧30的连接部301实施为“工”字型结构，结合衔铁32的沉台322与倒角323结构，以实现对动簧30的抖动形成缓冲，在极端情况下，如果负载比较大，动簧30的刚度不够、触点压力过小，触点接触可靠性即会变弱，则可通过调整连接臂3012的宽度来提高刚度，进而解决触点接触可靠性弱的问题。即，连接臂3012的刚度决定动触头机构31与静触头机构11之间的触点压力；当加宽连接臂3012的宽度，连接臂3012的刚度增强，动触头机构31与静触头机构11之间的触点压力增大，可承受的电流越大；反之，则减小。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。