直流控制接触器的制作方法

本发明属于电子电力设备领域，尤其涉及一种直流控制接触器。

背景技术：

接触器广义上是指利用线圈流过电流产生磁场,使触头闭合,以达到控制负载的电器，其通常包括接触器壳体、由线圈、静铁芯和动铁芯(衔铁)构成的电磁机构、触头单元(包括动触头和静触头)以及其他部件或结构(例如灭弧结构、反作用弹簧及触头压力弹簧)，接触器按主触点连接回路的形式分为交流(AC)控制接触器和直流(DC)控制接触器，其中，DC控制接触器由于其较稳定而用于干净、无噪声的高端场合。

在现有设计中，DC控制接触器的静铁芯和动铁芯的吸合面(接触器导通时动、静铁芯的接触面)通常被设置成水平面，当线圈通电时，在动铁芯和静铁芯之间产生电磁吸力，从而使得动铁芯在垂直方向向下移动，最终使动触头和静触头相互接触，接触器导通。但是，这种DC控制接触器的吸合面的面积相对于同等规格的接触器较小，电磁吸力也较小。为了获取足够的吸引力，通常需要采用具有大量绕组的大线圈，而这种设计势必会增加DC控制接触器的体积，使得制造成本增加，并且不利于节约安装空间。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种直流控制接触器，包括线圈骨架、设置在所述线圈骨架的上下两侧的动铁芯和静铁芯。其中：所述动铁芯和所述静铁芯被配置为使得所述动铁芯和所述静铁芯的相互配合的吸合面的至少一部分与所述线圈骨架的中心纵轴线的夹角不等于90°。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述动铁芯和所述静铁芯的所述吸合面为能够彼此相配合的弯曲面或弯折面。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述动铁芯的吸合面和所述静铁芯的吸合面分别相对于所述线圈骨架的中心纵轴线对称。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述动铁芯和所述静铁芯分别构造成彼此相对置的“山”形构件。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述动铁芯的中间部分的自由端包括一尖端部，所述静铁芯的中间部分的自由端包括能够容纳所述尖端部的凹陷部。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述尖端部包括第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面之间呈第一夹角θ₁，0°<θ₁<180°；所述凹陷部包括第三表面和第四表面，所述第三表面和所述第四表面之间呈第二夹角θ₂，0°<θ₂<180°。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述第一夹角θ₁>所述第二夹角θ₂。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述第一夹角θ₁＝42.2°，所述第二夹角θ₂＝40.5°。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述动铁芯的两侧部分的自由端分别具有第五表面和水平的第六表面，所述第五表面和所述第六表面之间呈第三夹角θ₃，90°<θ₃<180°；所述静铁芯的两侧部分的自由端分别具有第七表面和水平的第八表面，所述第七表面和所述第八表面之间呈第四夹角θ₄，90°<θ₄<180°。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述第三夹角θ₃>所述第四夹角θ₄。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述第三夹角θ₃＝113°，所述第四夹角θ₄＝108°。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述动铁芯1的中间部分的侧面上具有至少一个突出部，所述线圈骨架的内壁上具有与所述突出部相匹配的至少一个凹槽。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，还包括设置在所述线圈外侧并与所述线圈配合使用的电路板。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述电路板插入所述线圈骨架的延伸部设置的插槽内。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述线圈绕线的进、出端子 为设置于所述线圈下端的回钩式线圈端子。

根据本发明的直流控制接触器，优选地，所述电路板和所述插槽之间具有绝缘胶。

与现有技术相比，本发明的优点在于：减小了直流控制接触器的体积，降低制造成本，节约安装空间，并且提高了直流控制接触器的稳定性和可靠性。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为根据本发明的DC控制接触器的整体结构的截面视图；

图2为根据本发明的DC控制接触器的电磁触点系统的立体视图；

图3为根据本发明的DC控制接触器的电磁机构的分解立体视图；

图4为沿图3的线A-A截取的处于断开状态的DC控制接触器的电磁机构的截面视图；

图5为沿图2的箭头A所指的方向观察的DC控制接触器的电磁触点系统的侧面视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且在本发明中，假设接触器被水平放置，即接触器的线圈骨架的中心轴线垂直于水平面。

如图1所示，图1为根据本发明的DC控制接触器的整体结构的截面视图，DC控制接触器包括线圈骨架7、位于线圈骨架7上下两侧的动铁芯1和静铁芯2、缠绕线圈骨架7的线圈3、位于动铁芯1上方并与动铁芯1固定连接的支持件8、位于支持件8上方并与支持件8相对于接触弹簧6定位的动触头5、位于动触头5下方并与动触头5分离的静触头4、以及位于动触头5上方并与动触头5连接的接触弹簧6，还包括接触器外壳、灭弧结构等等。

下面结合图2说明DC控制接触器的基本工作原理。图2示出图1中虚线所包围的部分(在本说明书中称为电磁触点系统)的立体视图。线圈 骨架7固定在静铁芯2上，当线圈(未示出)通电时，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁芯2产生电磁吸力吸引动铁芯1，使动铁芯1向下移动，同时，动铁芯1通过支持件8带动动触点5向下移动，从而使得动触头5克服接触弹簧6的弹性力最终与静触头(未示出)吸合，接触器导通。当线圈断电时，电磁吸力消失，动触头5复位，接触器断开。

图3为根据本发明的DC控制接触器的电磁机构的分解立体视图。在本发明中，动铁芯1和静铁芯2被构造成彼此相对置的“山”形构件，动铁芯1的中间部分的自由端被设置为包括一尖端部，而静铁芯2的中间部分的自由端被设置为包括可以容纳动铁芯1的尖端部的凹陷部，这种设计增大了动铁芯1和静铁芯2之间吸合面的面积，从而增大了电磁吸力，进而减小所需的线圈匝数，因此能够减小接触器的体积，节约安装空间。另外，动铁芯1和静铁芯2的两侧部分也被设计为具有能够相互配合的弯曲表面，这进一步增大了吸合面的面积，增大电磁吸力从而进一步减小接触器的体积。

图4为沿图3的线A-A截取的处于断开状态的DC控制接触器的电磁机构的截面视图。动铁芯1的中间部分的自由端具有第一表面14和第二表面14’，第一表面14和第二表面14’之间呈第一夹角θ₁，0°<θ₁<180°，优选地，θ₁＝42.2°；而静铁芯2的中间部分的自由端具有第三表面15和第四表面15’，第三表面15和第四表面15’之间呈第二夹角θ₂，0°<θ₂<180°，优选地，θ₂＝40.5°。将动铁芯1的尖端部和静铁芯2的凹陷部的各自的相交表面之间的夹角设置为不相等，优选θ₁>θ₂，这种结构有利于动铁芯1的尖端部完全滑入静铁芯2的凹陷部，不至于产生卡滞，从而改善了DC控制接触器的可靠性。

此外，从图4中还可以看出，动铁芯1的两侧部分的自由端分别被设置有第五表面10和水平的第六表面12，第五表面10和第六面表12之间呈第三夹角θ₃，90°<θ₃<180°；静铁芯2的两侧部分的自由端分别被设置为具有第七表面11和水平的第八表面13，第七表面11和第八表面13之间呈第四夹角θ₄，90°<θ₄<180°。

然而，在上述设计中，当将DC控制接触器置于水平面上时，由于动、静铁芯1、2之间的吸合面具有与水平面成一定夹角的部分，所以两者之间的电磁吸力不仅仅局限在竖直方向，其在水平面内也有一个分力，那么，在动铁芯1和静铁芯2的吸合过程中，动铁芯1不光在竖直方向向下移动， 而且还会绕其纵轴线旋转一小的角度，此时动铁芯1和静铁芯2虽然是接触的，但并非完全吸合，它们呈夹角扭曲状，这样会增加动静铁芯之间的磨损，减小接触器的寿命，甚至会使得动触头不能完全贴合至静触头，导致主回路无法接通，接触器无法正常工作。为了解决该问题，在本发明中，将动铁芯1的第五表面10与静铁芯2的第七表面11设置为不平行，即θ₃≠θ₄，从而最大限度地减小水平面内的电磁吸力的分力，另外，即便动铁芯在被吸合的过程中产生了小角度的扭曲，也能够被θ₃≠θ₄所产生的空间所修正，以达到完全吸合。优选地，θ₃>θ₄。更优选地，动静铁芯的吸合面分别相对于线圈骨架的中心轴线对称。本发明的发明人经过反复的实验发现，当第三夹角θ₃为113°，而第四夹角θ₄为108°时，水平面内的电磁吸力几乎为零，动铁芯1不会绕纵轴线扭转。

另外，再如图3所示，在本发明中，动铁芯1的中间部分01的侧面上具有第一突出部001(例如铆钉)和与第一突出部001相对设置的第二突出部(未示出)，而线圈骨架7的内壁上具有与所述第一突出部001相匹配的第一凹槽(未示出)和与所述第二突出部相匹配的第二凹槽07，从而使得动铁芯1的中间部分01插入线圈骨架7内时能够实现突出部001与凹槽07的紧密配合，从而引导动铁芯1。作为对照，在现有技术的接触器中，动铁芯1的中间部分001与线圈骨架7的内壁之间设置有专门用于引导动铁芯1的导板，这必然需要用于容纳导板的额外空间，例如动铁芯1的中间部分001与线圈骨架7的内壁之间具有大约4mm的间距。而本发明中，线圈骨架7与动铁芯1的中间部分01之间通过突出部/凹槽结构紧密配合，这样就不需要专门的导板，从而减小了接触器的体积，另外，这种设置也能够抑制动铁芯的绕纵轴的扭转运动。

此外，返回图2，为了便于理解，可以结合对照图5，图5为沿图2的箭头A所指的方向观察的DC控制接触器的电磁触点系统的侧面视图。本发明的DC控制接触器还包括设置在线圈外侧的电路板(PCBA)9。电路板9与线圈配合可以获取所需的吸引力并限制衔铁吸合之后的电流所需的阻抗，从而分担线圈损耗，减少线圈数量以减小整个接触器的体积；另外，由于PCBA对电源的控制，线圈发热并不是持续的，是间断工作制，因此大大降低了线圈的温升，从而便于直流接触器的小型化设计。另外，PCBA还可滤其杂波，充当门电路，过高或过低电压直接屏蔽，从而改善了接触器的吸合特性。为了进一步减小接触器的体积，在本发明中，在线圈骨架7的延 伸部007上常规线圈绕线的进、出线端位置处设置插槽0071，所述电路板9插入所述插槽0071中，从而使得电路板9容纳在所述线圈骨架7限制的空间内，进一步节约了安装空间，实现体积更小、更加紧凑的接触器。

在常规的接触器中，线圈绕线的进、出线端设置在线圈骨架的上表面，本发明的插槽0071的位置恰好对应该线圈绕线的进、出线端所处的位置，所以设置插槽0071并不会占用额外的空间。另外，在本发明中，为了实现电路连接，优选地，将线圈绕线的进、出端子10设置于线圈下端，巧妙地利用回钩式线圈端子，线圈端子10定位于线圈骨架7中，一端焊接线圈，一端置于电路板的插槽0071中并焊接，电路板9的上端再引出两个出线端子11，用作本体的进、出线端，这种接线方式使得电路板9与线圈3的配合过程中不会增加多余的体积，最大化的节约空间；此外，在电路板9与线圈骨架7的插槽0071之间做灌胶处理，灌注的绝缘胶使电路板9与线圈骨架7连成一个整体，使产品更加稳定。

根据本发明的其他实施例，动铁芯1和静铁芯2也可以呈本领域公知的任意其他合适的形状，如“E”形、“U”形。

根据本发明的其他实施例，动铁芯1和静铁芯2的自由端可以具有本领域公知的其他设置，例如，静铁芯2的自由端具有尖端部，动铁芯1的自由端具有可以容纳尖端部的凹陷部；或者动、静铁芯的自由端分别具有能够彼此相配合的弯曲面、弯折面等等。本领域技术人员很容易理解，只要DC控制接触器水平放置时，动、静铁芯的吸合面的至少一部分与水平面呈大于0°且小于90°的夹角，即，动、静铁芯的吸合面的至少一部分与线圈骨架的中心纵轴线的夹角不等于90°，就能够增大吸合面的面积、增加电磁吸力，继而减少接触器线圈匝数而减小接触器体积，优选地，所述动铁芯的吸合面和所述静铁芯的吸合面分别相对于所述线圈骨架的中心纵轴线对称。

根据本发明的其他实施例，动铁芯1的中间部分01的侧面上的突出部的个数≥1，线圈骨架7的内壁上的凹槽的个数≥1。

根据本发明的其他实施例，采用本领域公知的其他设置使电路板容纳在所述线圈骨架限制的空间内，比如设置挂钩等等。并且，本领域技术人员很容易理解，电路板并非接触器必须的部件，在本发明中也可以不设置电路板。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于 这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。