专利名称：具有减弱噪声密封材料的电磁继电器的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及电磁继电器，更具体地说，涉及当该继电器通电和断电时具有噪声减弱特性的继电器。
背景技术：
典型的电磁继电器包括安装在衔铁上的接触点，所述衔铁由弹簧保持在打开位置。线圈绕制的芯部在足够电流通过线圈从而对所述芯部通电以克服弹簧时将衔铁吸引至该芯部，并且将衔铁吸引至所述芯部。当接触点接合该芯部时产生听得到的声音。当该芯部被断电并且接触点从所述芯部断开时也会产生听得到的声音。
上述类型的继电器以及类似的继电器被广泛用于汽车应用中以控制各种电子元件，例如头灯在高光束和低光束之间的切换，挡风玻璃刮水器，音频系统，空调压缩机，起动电机等。当通电和断电时由继电器产生的声音可以被车箱内的乘客听到并且可能是令人讨厌的。
已做出各种方案来降低此类继电器产生的通电和断电噪声。例如，美国专利6798322描述了一种用于降低继电器中噪声的现有技术装置在衔铁40和弹簧42之间设置相对软的带有切口的塑料或橡胶垫44。虽然不知道设置这个垫44的具体目的，但是其可降低噪声，否则该噪声可能在通电和/或断电过程中出现。然而，在衔铁40和弹簧42之间包括这个垫44严重复杂化了这个子组件的制造。专利’322本身描述了一种可选方案，其中，柔性插入物被安装于继电器衔铁上用以减缓该衔铁在所述芯部上的撞击。在另一可选方案中，美国专利4844401描述了用于将控制继电器固定到汽车底盘的安装组件，其中该安装组件包括吸音元件。
虽然前述解决方案达到了不同程度的成功，但问题是仍然需要一种系统，其降低了来自继电器操作的有害噪声，该继电器可以没有不适当地使其制造过程复杂化而易于应用。
发明内容
如此处所述的电磁继电器提供了一种解决方案。该继电器包括设置成支撑继电器元件的基底。该基底具有周边缘。盖被接合至该基底以限定内部容积。该盖具有保持在紧邻该基底的周边缘的较低边缘。该较低边缘和周边缘在它们之间有一间隙。在盖的较低边缘和基底的周边缘之间提供软密封材料以填充该间隙。所述软密封材料在盖和基底之间形成噪声减弱密封。
图1为根据本发明示范性实施例形成的密封式继电器组件的仰视图；图2为图1中所示的继电器的一部分的放大分解图；图3为沿图1中线3-3的继电器基底的放大截面图；图4为示出环氧树脂的硬度和用环氧树脂封装的继电器的声级之间关系的示图；图5为图1中所示继电器组件在盖从继电器基底分离的情况下的透视图。
具体实施例方式
图1为根据本发明示范性实施例形成的密封式电磁继电器组件100的仰视图。图2为图1中所示的继电器组件100的一部分的放大分解图。
该继电器组件100包括盖102和设置成支撑继电器组件(见图5)的基底104。该基底104包括容纳于盖102内的便于将盖102连接至基底104的周边缘108。该盖具有接近基底104的周边缘108的较低边缘110。该较低边缘110具有内表面112。该周边缘108包括外表面114。基底104和盖102之间的配合使得在盖102的较低边缘内表面112和基底周边缘108的外表面114之间形成间隙116。
电子端子120延伸穿过基底104中形成的开口122。提供端子120用以将继电器100连接至电路或电组件(未示出)。该开口122包括内表面126。该端子120具有外表面128。每个端子120在该端子120和基底104之间形成端子间隙132。更具体地说，该端子间隙132形成在开口122的内表面126和端子120的外表面128之间。
施加软密封材料140以填充盖102和基底104之间的间隙116，还填充端子120和基底104之间的端子间隙132。当软密封材料140硬化时，其在盖102和基底104之间以及在端子120和基底104之间形成空气密封。该空气密封帮助在该继电器组件100的内容积180(图5)内减弱开关噪音。另一个好处是，当在空气密封的环境里操作时，该继电器组件100的寿命被延长。在示范性实施例中，该软密封材料140为软环氧树脂。该软密封材料在硬化以密封间隙区域之前具有足够低的粘度。例如，盖102和基底104之间的间隙116一般在.12+/-.03毫米范围内，而端子间隙132可能出现高达0.25毫米。在硬化前，所述示例性软环氧树脂在75华氏温度具有从大约400至大约800厘泊(cps)的混合粘度，如上所述，可用于密封从所述间隙116到所述端子间隙132尺寸范围内的间隙，而不会泄漏到继电器组件100的内容积180中。
图3为沿图1中线3-3截开的继电器基底104的截面图。该基底104包括外表面150和安装有继电器元件160的内表面152。在示范性实施例中，如图3所示，基底104的外表面150形成有V形网格图形156。前述软密封材料140以多个液滴的形式施加于外表面150上。V形网格图形156促进软密封材料140对盖102，基底104和端子120的湿润，该端子120去除夹带的空气并改善软密封材料140在间隙116中以及在基底104与端子120之间的端子间隙132中的引入作用。或者，可直接向间隙116和端子间隙132施加该软密封材料。应该理解本发明的益处还可应用于在基底104的外表面150上不具有V形网格表面156的继电器。
使用热硬化工艺施加该软密封材料140，该热硬化工艺促进该软密封材料140的流动或在盖102和基底104之间以及端子120和基底104之间的湿润。在热硬化工艺后，该软密封材料140可在室温下固化。软密封材料140在固化时足够柔性，以使得在降温的过程中和降温之后在交界面出由于收缩产生的应力降低，从而防止应力破裂。而且，软密封材料140具有邵式硬度A(shore A hardness)，其可促进抵抗因热循环导致的破裂。另外，软密封材料140在更大的结合面积上分布剥离应力，从而提供更强的抗剥离能力。
图4示出环氧树脂的硬度和封装有所述环氧树脂的继电器(例如上述继电器100)的声级之间的关系。发现更软的环氧树脂比更硬的环氧树脂在减弱继电器操作的噪声方面更有效。对于一个继电器，例如上述继电器100，在100毫米的距离上测量的声级。在35邵式硬度A处，测得声级为52dB。在55邵式硬度A处，测得声级为59dB，而在60邵式硬度D处，测得声级为65dB。应该理解的是，由于继电器的不同声级可能是变化的。总体上可总结出，软环氧树脂比硬环氧树脂在减弱继电器噪声方面更有效。在本发明的示范性实施例中，该软密封材料为具有大约45或更少的邵式硬度A的环氧树脂。一种合适的密封材料为双成分环氧树脂，其可从Master Bond公司获得，编号为EP37-3FLF40-2。
图5为上述继电器组件100在盖102从基底104分离以露出安装在基底104上的继电器元件160的情况下的透视图。在图5中示出在施加软密封材料140(图2)之前的继电器组件。继电器元件160包括分别被线圈164和常开静接触点166和常闭静接触点168围绕的芯162。衔铁170连接至可移动弹簧172。动接触点174也连接至该弹簧172。依据通过上述线圈164的电流，动接触点174在与静接触点166和168的接合位置之间移动。当通过线圈164的电流足够将衔铁170朝向芯162移动时，动接触点174移动并与接触点168接合从而使继电器组件100通电。如果线圈164中没有足够移动衔铁170的电流，动接触点174与接触点166接合，此时该继电器断电。
前述盖102和基底104限定了盖102中的内容积180。盖102与基底104一起将继电器元件160封闭在该内容积180中。使用如前所述的软密封材料140，盖102的较低边缘110接合于基底104的周边缘108。电端子120延伸穿过基底104以将继电器组件100连接至电路。
当动接触点174接合静接触点166，168时并且由于衔铁170与芯162的碰撞，会产生听得到的噪声。该可听噪声通过盖102和基底104传播，在某些应用中，例如在汽车应用中，所述传播噪声可能是有害的。
因此所述实施例提供一种由软环氧树脂140密封的继电器组件100，该继电器组件可降低来自继电器的操作噪声。该密封的继电器100适用于噪声敏感应用，例如汽车应用，其中，所希望的是防止有害的继电器噪声进入乘客车箱。利用热固化工艺施加该软环氧树脂140，在该热固化工艺中，环氧树脂作用(wicks)在继电器基底104和盖102之间的间隙116的周围和基底104和延伸穿过该基底104的端子120之间的端子间隙132的周围。在继电器基底104和盖102之间形成空气密封。该空气密封既减弱噪声又延长继电器的寿命。
虽然已经通过各种具体实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该认识到在权利要求的精神和范围内可以对本发明进行修改。
权利要求
1.一种电子继电器(100)，包括基底(104)，设置成支撑继电器元件，所述基底包括周边缘(108)；盖(102)，接合至所述基底以限定内容积，所述盖具有保持在紧邻所述基底的所述周边缘(108)的较低边缘(110)，所述较低边缘和所述周边缘在它们之间有一间隙(116)；以及软密封材料(140)，设置在所述盖的较低边缘和所述基底的周边缘之间以填充所述间隙，所述软密封材料在所述盖和所述基底之间形成噪声减弱密封。
2.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，所述软密封材料被固化以在所述基底和所述盖之间形成空气密封。
3.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，所述软密封材料包括具有大约45或更少的邵式硬度A的环氧树脂。
4.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，还包括多个电端子(120)，其延伸穿过所述基底(104)以在所述端子和所述基底之间形成端子间隙(132)，所述软密封材料填充所述端子间隙。
5.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，所述周边缘被容纳在所述盖内且所述软密封材料作用在所述周边缘和所述盖之间。
6.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，所述基底包括其中形成有V形网格图案(156)的外表面(150)，所述V形网格图案促进所述软密封材料在所述间隙中的引入作用。
7.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，所述软密封材料是热固化的。
8.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，所述软密封材料具有混合粘度，在固化之前，于华氏温度为75时，从大约400至大约800厘泊(cps)。
9.如权利要求1所述的电磁继电器，其中，所述软密封材料具有邵式硬度A，其可促进抵抗因热循环导致的破裂。
全文摘要
本发明公开一种电磁继电器，其包括设置成支撑继电器元件(160)的基底(104)。该基底具有周边缘(108)。盖(102)被接合至该基底以限定内容积。该盖具有保持在紧邻该基底的周边缘(108)的较低边缘(110)。该较低边缘(110)和周边缘(108)之间有一间隙(116)。在盖(102)的较低边缘(110)和基底(104)的周边缘(108)之间提供软密封材料(140)以填充该间隙(110)。该软密封材料在盖和基底之间形成噪声减弱密封。当该软密封材料被固化时，该软密封材料在该基底和盖之间形成空气密封。该软密封材料包括具有大约45邵式硬度A的热固化环氧树脂。多个电端子(120)延伸通过该基底以在该端子和基底之间形成端子间隙(132)。该软密封材料填充该端子间隙。
文档编号H01H50/02GK1937132SQ20061013883
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年9月21日
发明者艾伯特·Y·李, 罗杰·L·思拉什, 罗伯特·D·艾尔贝克 申请人:蒂科电子公司