专利名称：用于制造电磁开关的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁开关，尤其涉及一种能够将灭弧气体喷射到其气密空间中并且密封所述气密空间的电磁开关。
背景技术：
在诸如混合动力车辆、燃料电池车辆、高尔夫车和电动机叉式升降机的电动车辆中，电磁开关安装在蓄电池和直流(DC)变换器之间以将来自蓄电池的DC电力提供给DC变换器或者中断从蓄电池向DC变换器提供DC电力。在诸如太阳能发电系统和风力发电系统的生态友好型发电系统中，电磁开关被安装在DC生成器和用于将DC电力转换为具有市电频率和电压的交流(AC)电力的变流器之间，从而将来自DC生成器的DC电力提供给变流器或者中断从DC生成器向变流器供给DC 电力。在电动车辆中使用的电磁开关中，必须使电弧的发生最小化，以及为了营造安静的室内氛围，必须使噪声的发生最小化。电磁开关设置有固定触点和活动触点，并且可以包括致动器，所述致动器被配置为驱动活动触点以便控制活动触点的关断和闭合。尤其是在电动车辆中使用的电磁开关中，当活动触点与固定触点瞬间分离时(当活动触点被关断时)，可能出现电弧。为了迅速熄灭电弧，必须将布置有触点的空间进行密封。此外，气密空间中必须填充灭弧气体。为了保持电气部件的寿命并且提高可靠性，必须在气密空间中填充足量的灭弧气体。这就需要实施用于灭弧气体的密封结构的技术。
发明内容
因此，详细描述的一个方案是提供一种用于制造电磁开关的方法，其中所述电磁开关能够密封被构造为在其中收容用于熄灭当电磁开关的触点被关断时产生的电弧的灭弧气体的空间。详细描述的另一方案是提供不使用附加材料来密封电磁开关的气密空间的方法。为了实现这些优点和其它优点以及依据本说明书的目的，如本文具体表达和宽泛描述，提供一种用于制造电磁开关的装置，所述装置包括腔室，其具有与外界气密隔离的内部空间；灭弧气体喷射器，其被配置为将灭弧气体喷射到所述腔室中；支撑器，其布置在所述腔室中，并且被构造为支撑一侧处具有通风孔的临时组件；以及密封器件，其被构造为在灭弧气体已经被喷射到腔室中的状态下密封所述通风孔。被构造为形成用于密封灭弧气体的密封空间的部件可布置在具有灭弧气体气压的腔室中，并且在所述腔室中可阻塞所述通风孔使得灭弧气体被容易地密封在电磁开关中。密封器件可以包括构件支撑器，其被构造为使阻塞构件与通风孔接触；以及焊接器件，其被构造为将构件支撑器焊接到通风孔的周边部。为了实现这些优点和其它优点以及依据本说明书的目的，如本文具体表达和宽泛描述，还提供一种用于制造电磁开关的方法，所述方法包括制造壳体，所述壳体具有布置有固定触点的上侧并且具有另一开口侧；制造板，所述板具有活动地安装到其中央部分的活动触点；在所述板中形成通风孔；通过将所述板接合到壳体的开口端来密封壳体的内部空间；在壳体和板的临时组件布置在室中的状态下，在腔室中形成灭弧气体的气压；以及阻塞通风孔。壳体和板可以用作用于形成在其中密封灭弧气体的密封空间的构件。然而，本发明可不限于此。也就是说，可以由形成密封有灭弧气体的密封空间的任何部件来替代壳体和板。制造板的步骤可以包括将其中安装有心的圆筒联接至所述板，所述心用于驱动活动触点。密封通风孔的步骤可以包括使用于阻塞通风孔的阻塞构件接触到通风孔上；以及在阻塞构件已经接触到通风孔的周边部的状态下通过焊接来将阻塞构件接合到通风孔的周边部。阻塞构件和通风孔的周边部可以通过接触焊接(resistant-welding)或凸焊 (projection-welding)彼此接合。将壳体和板彼此接合的步骤可以包括将由金属材料形成的连接器固定到壳体中；以及将板接合到连接器的下部。本申请的可应用的进一步的范围将从下面给出的详细描述中变得更加显而易见。 然而，应当理解的是，因为通过详细描述在本发明的精神和范围内的各种变型和修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，所以尽管详细描述和特定示例表示本发明的优选实施例，但是详细描述和特定示例仅通过示例性阐述的方式给出。
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解且被并入并构成本说明书的一部分， 附示了本发明的示例性实施例并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图1为图示通过根据本发明的制造装置制造的电磁开关的剖视图；图2为图示图1中所示的电磁开关的固定触点和活动触点之间的接触状态的剖视图；图3为图示图1中所示的电磁开关的气密空间的剖视图，其中灭弧气体被喷射到该气密空间中；以及图4为示意性地图示根据本发明一个实施例的用于制造电磁开关的装置的内部结构的剖视图。
具体实施例方式现在将参照附图对示例性实施例进行详细描述。为了参照附图简要描述起见，相同或等同的部件将具有相同的附图标记，并且将省略对它们的描述。
图1为图示通过根据本发明的一个实施例的制造装置制造的电磁开关的剖视图。 参照图1，电磁开关100包括灭弧单元110和驱动单元120。灭弧单元110设置有固定触点111和活动触点112，并且包括断开和闭合活动触点以使与电磁开关100连接的外部装置被接通/关断的结构。驱动单元120包括致动器，所述致动器被构造为通过使用电信号来控制触点的断开和闭合。一般地，电磁开关100被配置为使得驱动单元120上下移动通过致动器来接通 /关断与其连接的外部装置。驱动单元120可以包括励磁线圈121，其被配置为通过由于电信号产生磁力来产生活动触点的驱动力；固定心122，其固定在励磁线圈121中；以及活动心123，其布置为朝向固定心122。其上缠绕有励磁线圈121的线圈绕线筒IM设置在励磁线圈121与固定心122和活动心123之间。固定心122和活动心123沿着线圈绕线筒IM的轴向在上下方向上布置。 固定心122和活动心123形成磁路，由励磁线圈121产生的磁通密度穿过所述磁路。通过由励磁线圈121产生的磁通密度，活动心123具有驱动力以便沿上下方向移动。在线圈绕线筒124与固定心122和活动心123之间布置有由非磁性材料形成并且呈圆筒形形状的柱塞帽或圆筒125，所述圆筒形形状在灭弧单元的一侧处具有开口的表面而在相对侧处具有闭合的底表面。柱塞帽或圆筒125以容器的形状形成以便在其中容纳固定心122和活动心123。 固定心122和活动心123中的每个形成为具有与柱塞帽125的内径近似相等的外径，从而实现圆筒形形状。活动心123能够朝向柱塞帽125的轴向移动。活动心123的移动范围是在与固定心122的接触位置和与柱塞帽125的底表面分离的初始位置之间。使活动心123接触固定心122的接触力是由励磁线圈121实现的盘簧提供的，并且沿着活动心123返回到初始位置的方向的弹簧力是由复位弹簧1 提供的。用于将固定心122装配到其中的通孔127安装在驱动单元120的中央部分处，并且固定心122以装配到通孔127中的方式固定到驱动单元120。接近或远离固定心122的活动心123设置在驱动单元120的中央部分处。被构造为引导活动心123的运动的引导件可以设置在驱动单元120的线圈绕线筒124的内侧处。在固定心122和活动心123的中央部分处设置有通孔128，轴120穿透地安装在所述通孔128中。轴130通过贯穿方式将灭弧单元110和驱动单元120彼此连接。活动触点 112与轴130的上端联接，并且活动心123与轴130的下端联接。在该构造下，活动心123 的上下运动被传递到活动触点112。形成为具有开口下侧的盒形状的壳体114布置在驱动单元120上。端子孔形成在壳体114的上部处，固定触点111和固定端子115通过所述端子孔被插入到壳体114中。能够移动以接触固定触点111或与固定触点111分离的活动触点112布置在壳体 114中。在固定触点111的下方，活动触点112与轴130联接。在活动触点112的下方设置有推式弹簧(push spring) 113，推式弹簧113被构造为在活动触点112接触固定触点111时提供弹力。通过推式弹簧113，活动触点112和固定触点111可以借助于大于预定值的压力来保持它们之间的接触状态。此外，当活动触点 112与固定触点111分离时，推式弹簧113可以降低活动心123和轴130的移动速度，从而使当活动心123与柱塞帽125形成接触时发生的碰撞力衰减。这样可以抑制噪声和振动的发生。图2为图示在图1所示的电磁开关的固定触点和活动触点之间的接触状态的剖视图。如上所述，一旦电流被施加到励磁线圈121，在励磁线圈121的周边处产生磁通。通过此磁通，固定心122和活动心123具有不同的极性。由于活动心123被吸引到固定心122， 所以活动心123和固定心122彼此形成接触。当活动心123布置在与固定心122接触的位置处时，固定触点111和活动触点112彼此形成接触。一旦固定触点111和活动触点112 彼此形成接触，则电力被供给到图2所示的外部装置。当向励磁线圈121供给的电流被中断时，不再从励磁线圈121产生磁力，并且活动心123失去其驱动力。结果，活动心123由于复位弹簧126的弹力而返回到初始位置。同时，轴130移动，并且活动触点112与固定触点111分离。此处，复位弹簧1 被容纳在固定心122的弹簧容纳凹部201中。当活动心123移动到与固定心122接触的位置(图幻时，复位弹簧1 不妨碍活动心123与固定心122之间的接触。原因是因为复位弹簧1 的整个部分已经在压缩状态下被容纳在弹簧容纳凹部 201中。一旦活动心123返回到初始位置，则向外部装置供给的电力被停止，如图1所示。电磁开关通过重复地处于图2所示的闭合状态和图1所示的断开状态而开关外部
直ο图3为图示图1所示的电磁开关的气密空间的剖视图，灭弧气体被喷射到该气密空间中。参照图3，为了将固定心122和活动心123容纳在气密空间中，安装壳体114、连接器301、上板302和柱塞帽125，然后将这些部件相互接合。结果，形成由壳体114、连接器 301和柱塞帽125包围的气密空间。因此，灭弧单元110、固定心122和活动心123可以容纳在气密空间中。壳体114形成为盒形状，并且由诸如陶瓷的耐热材料形成。壳体114在其下部处设置有开口 310，并且在其上部320处设置有两个端子孔321和322。连接器301 由金属材料等形成，并且接合到壳体114的开口 310，因此在其下部处具有开口 330。通过诸如焊接的接合方法将连接器301的开口 330接合至上板302。由于连接器301和上板302彼此接合，壳体114形成了用于在其中容纳固定触点 111和活动触点112的气密空间340。以氢气作为主要成分的绝缘气体被填充在气密空间 340 中。气密空间340内的每个固定端子350形成为圆筒形形状，并且实现为由铜等制成的导电体。固定端子350在其下端处设置有固定触点，并且在其上端处设置有屏蔽部。外部装置与屏蔽部连接。活动接触器360形成在板上作为由铜等制成的电连接器，并且在其上表面上设置有活动触点。活动触点与活动接触器360 —体地形成。图4为示意性地图示根据本发明的一个实施例的用于制造电磁开关的装置的内部结构的剖视图。参照图4，固定触点401和活动触点402布置在通过将由陶瓷等形成的壳体403、 连接器404和板405相互接合而实现的气密空间中。活动触点402与轴410连接，并且轴410通过依次贯通连接器404、板405和固定到板405的下部的固定心420而与活动心430联接。
圆筒440与板405固定联接，并且在圆筒440中容纳活动心430和固定到板405 的下部的固定心420。由于壳体403、连接器404、板405和圆筒440彼此联接，从而实现了密封结构(组件)。在通风孔406已经形成在板405的部分处的状态下，密封结构被插入到腔室400中。在该状态下，利用气泵450将绝缘气体喷射到腔室400中。氢气(H2)可主要用作绝缘气体。可选择地，可以使用氢气(H2)和氮气(N2)的混合气体等。为了容易进行，可借助于比预定压力(约为2(^6mb的大气压力)大的压力将绝缘气体喷射到密封结构中。在绝缘气体被喷射到腔室400中之前，在腔室400中可以实现真空状态。在使用混合气体的情况下，混合气体可被喷射到腔室400中，或者混合气体中的每种气体可被顺序地喷射到腔室400中。一旦在腔室400中形成绝缘气体的气压(atmosphere)，通过板405的通风孔406 将绝缘气体供给到腔室400中。结果，绝缘气体被喷射到组件中。在足以将绝缘气体喷射到组件中的时间已经经过之后，板405的通风孔406被接合以密封组件。在密封组件的情况下，使用于阻塞通风孔406的阻塞构件接触通风孔406。 然后，通过凸焊等将接触通风孔406的阻塞构件接合到通风孔的周边部。然后，绝缘气体被填充在气密空间中，并且具有致动器的驱动单元与密封的组件联接。因此，制成了电磁开关。该完成的电磁开关可以用作用于供给DC电力或中断DC电力供给的直流(DC)变换器。前述实施例和优点仅为示例性的而不应当解释为限制本公开。本教导能够易于应用于其他类型的装置。本说明书旨在示例，而不是限制权利要求的范围。许多可选方案、改进和变型对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这里说明的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以各种方式组合以获得另外的和/或可选的示例性实施例。由于可以在不偏离其特点的情况下以多种形式来实施本特征，还应当理解的是， 除非另外指出，上述实施例不受前述说明书的任一细节所限制，而是应当在如所附权利要求限定的范围内被宽泛地解释，因此落在权利要求的边界和界限或者这些边界和界限的等同布局内的全部改变和改进因而旨在被所附的权利要求所包含。
权利要求
1.一种用于制造电磁开关的装置，所述装置包括 腔室，其具有与外界气密隔离的内部空间；灭弧气体喷射器，其被构造为将灭弧气体喷射到所述腔室中；支撑器，其布置在所述腔室中，并且被构造为支撑一侧处具有通风孔的临时组件；以及密封器件，其被构造为密封所述通风孔，其中，在所述灭弧气体已经被喷射到所述腔室中的状态下，所述密封器件密封所述通风孔。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述密封器件包括 构件支撑器，其被构造为使阻塞构件与所述通风孔接触；以及焊接器件，其被构造为将所述构件支撑器焊接到所述通风孔的周边部。
3.一种用于制造电磁开关的方法，所述方法包括制造壳体，所述壳体具有布置有固定触点的上侧并且具有另一开口侧； 制造板，所述板具有活动地安装到其中央部分的活动触点； 在所述板处形成通风孔；通过将所述板接合到所述壳体的开口端来密封所述壳体的内部空间； 在所述壳体和所述板的临时组件布置在所述腔室中的状态下，在所述腔室中形成灭弧气体的气压；以及阻塞所述通风孔。
4.根据权利要求3所述的方法，其中制造板的步骤包括将其中安装有心的圆筒联接至所述板，所述心用于驱动活动触点。
5.根据权利要求3所述的方法，其中密封所述通风孔的步骤包括 使用于阻塞通风孔的阻塞构件接触到所述通风孔上；以及在所述阻塞构件已经接触到所述通风孔的周边部的状态下，通过焊接来将所述阻塞构件接合到所述通风孔的周边部。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述阻塞构件和所述通风孔的所述周边部通过接触焊接或凸焊而彼此接合。
7.根据权利要求3所述的方法，其中将所述壳体和所述板彼此接合的步骤包括 将由金属材料制成的连接器固定到所述壳体中；以及将所述板接合到所述连接器的下部。
全文摘要
本发明公开了一种用于制造电磁开关的装置，所述电磁开关能够在将灭弧气体喷射到气密空间中之后密封所述气密空间。用于制造电磁开关的装置包括腔室，其具有与外界气密隔离的内部空间；灭弧气体喷射器，其被构造为将灭弧气体喷射到所述腔室中；支撑器，其布置在腔室中并且被构造为支撑一侧处具有通风孔的临时组件；以及密封器件，其被构造为在灭弧气体已经被喷射到腔室中的状态下密封所述通风孔。
文档编号H01H49/00GK102568933SQ20111031966
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月14日 优先权日2010年10月15日
发明者延永明 申请人:Ls产电株式会社