触头装置及电磁开关的制作方法

本申请涉及电控制器件技术领域，尤其涉及一种触头装置及电磁开关。

背景技术：

电磁开关是指能够频繁关合、承载和开断正常电流及规定的过载电流的电器。它的工作原理是利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合或者断开，以达到控制负载的目的。电磁开关通常包括接触器和继电器。

现今，大部分电动汽车中的电池包电压已达到450vdc，部分达到800-1000vdc，整车高、低压系统和器件对应的冲击电压、电气间隙和爬电距离随之增大。目前，传统的环氧封装和部分陶瓷封装的电磁开关，高、低压之间缺少隔离，动触头与静触头接通后，电磁系统动铁芯、静铁芯、磁轭均带电，导致触头高压和线圈低压系统之间电气间隙和爬电距离不满足基本绝缘要求，存在严重的安全风险，易引发较大的安全事故。

技术实现要素：

本申请实施例提供了触头装置及电磁开关，以降低安全风险及提高安全可靠性。

第一方面，本申请提供一种触头装置，应用于电磁开关，所述触头装置包括静触头及动触头组件，所述动触头组件包括推杆、触头支架、绝缘套管、动触头及触头弹簧，所述绝缘套管固定套设于所述推杆的第一端，所述推杆的第二端用于与驱动装置连接，所述触头支架固定套设于所述绝缘套管上，所述动触头与所述触头弹簧均活动套设于所述绝缘套管上，所述触头弹簧弹性抵持于所述动触头与所述触头支架之间，所述动触头与所述静触头在所述推杆的延伸方向相对设置，所述动触头能够在所述推杆的带动下与所述静触头接通。

由于绝缘套管套设于推杆的第一端上，而动触头套设于绝缘套管，绝缘套管能够对推杆与动触头进行绝缘隔离。在驱动装置的驱动下，推杆使动触头与静触头接通时，绝缘套管能够将电磁开关中的触头高压回路与推杆完全隔离开来，从而使电磁开关在切换大电流、直流高压负载时，使电磁开关的低压线圈部分不会受到大电流、高电压的影响而造成损害，防止高低压之间击穿带来的安全问题，即提高电磁开关的安全可靠性。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述触头支架包括相对设置的第一支撑件及第二支撑件，所述第一支撑件上设有第一连接孔，所述第二支撑件上设有第二连接孔，所述推杆的第一端固定穿设于所述第一连接孔与所述第二连接孔，所述动触头位于所述第一支撑件与所述触头弹簧之间，所述触头弹簧位于所述动触头与所述第二支撑件之间。

绝缘套管从第一支撑件的第一连接孔沿推杆延伸至第二支撑件的第二连接孔，动触头能够沿绝缘套管的外壁运动，有利于提高动触头的超程。

根据第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一连接孔为贯通所述第一支撑件的通孔，所述绝缘套管包括导向部及设于所述导向部的一端的抵持凸缘，所述导向部固定穿设于所述第一连接孔及所述第二连接孔，所述抵持凸缘与所述第一支撑件背离所述第二支撑件的一侧相抵持，以将绝缘套管方便安装于触头支架上，并防止绝缘套管脱离触头支架。

根据第一方面或第一方面的第一至第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一连接孔包括第一装设段及第二装设段，所述第一装设段设于所述第一连接孔远离所述第二支撑件的一端，所述第一装设段的孔径大于所述第二装设段的孔径，所述抵持凸缘固定收容于所述第一装设段并与所述第一装设段的底壁相抵持，以方便在绝缘套管组装于触头支架上。

根据第一方面或第一方面的第一至第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述触头装置还包括卡簧，所述推杆的第一端上设有卡槽，所述卡槽位于所述第一支撑件背离所述第二支撑件一侧，所述卡簧卡入所述卡槽并与所述抵持凸缘相抵持，防止所述绝缘套管沿推杆的轴向运动。

根据第一方面或第一方面的第一至第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述触头装置还包括垫片，所述垫片位于所述抵持部与所述卡簧之间，用于防止绝缘套管与卡簧之间出现松动，亦能够防止卡簧对绝缘套管造成损坏，从而延长绝缘套管的使用寿命。

根据第一方面或第一方面的第一至第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第二支撑件包括板体及凸设于所述板体朝向所述第一支撑件设置的凸设部，所述触头弹簧套设于所述凸设部外，所述触头弹簧弹性抵持于所述动触头与所述板体之间。

根据第一方面或第一方面的第一至第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述触头装置还包括基体，所述静触头固定于所述基体上并至少部分位于所述基体内，所述推杆的第一端伸入所述基体内，所述触头支架、所述绝缘套管、所述触头弹簧与所述触头支架均位于所述基体内，所述推杆的第二端露出所述基体外，所述基体能够保护所述静触头及动触头，并防止外界干扰动触头组件的运动。

根据第一方面或第一方面的第一至第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述推杆包括杆体及沿所述杆体周向凸设的限位部，所述绝缘套管套设于所述杆体的第一端，所述限位部露出所述基体用于与所述静铁芯的第一插通孔内的第一抵持部相抵持，以防止推杆回复原始位置过程中偏离原始位置。

第二方面，本申请还提供一种电磁开关，包括如上所述的触头装置与驱动装置，所述基体与所述驱动装置固定连接，所述驱动装置包括磁轭、线圈骨架、线圈、静铁芯、动铁芯及复位弹簧，所述线圈骨架固定收容于所述磁轭，所述线圈套设于所述线圈骨架外，所述静铁芯和所述动铁芯沿所述线圈骨架的轴向收容于所述线圈骨架内，所述静铁芯固定于所述线圈骨架靠近所述触头支架的一端，所述推杆的第二端与所述动铁芯固定相接，所述推杆活动穿设于所述静铁芯及所述磁轭，所述复位弹簧套设于所述推杆上，所述复位弹簧抵持于所述静铁芯与所述动铁芯之间，所述静铁芯在所述线圈通电后能够被磁化而产生吸力，使所述动铁芯在所述吸力的作用下朝向所述静铁芯运动。

动触头与静触头接通时，线圈、磁轭、静铁芯，动铁芯、推杆均带电，其中，线圈带低压电(例如12v)，磁轭、静铁芯，动铁芯、推杆构成推杆高压回路，动触头与静触头构成触头高压回路，由于绝缘套管固定套设于推杆的第一端上，动触头活动套设于绝缘套管上，使得动触头与推杆之间保持良好的电性绝缘，从而将所述触头高压回路与低压的线圈完全隔离开来，从而使电磁开关在切换大电流、直流高压负载时，使电磁开关的带低压的线圈不会受到大电流、高电压的影响而造成损害，防止高低压之间击穿带来的安全问题，即提高电磁开关的安全可靠性。

根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述静铁芯设有第一插通孔，所述第一插通孔的内壁凸设第一抵持部，所述动铁芯设有第二插通孔，所述第一插通孔与所述第二插通孔同轴设置，所述第二插通孔的内壁凸设第二抵持部，所述复位弹簧抵持于所述第一抵持部和所述第二抵持部之间，所述推杆穿设于所述第一插通孔与所述第二插通孔，所述第一插通孔与所述第二插通孔能够对所述推杆的运动进行限位及导向。

根据第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述磁轭包括壳体及盖板，所述壳体具开口，所述盖板固定盖设于所述壳体的开口，所述壳体于远离所述盖板的一端设有装设孔，所述磁轭还包括凸设于所述壳体内壁上的定位部，所述定位部围绕所述装设孔设置，所述线圈骨架为中空结构，所述线圈骨架的内壁设抵持台阶，所述线圈骨架套设于所述定位部上，所述定位部与所述抵持台阶相抵持，防止线圈骨架于磁轭内移动。

根据第二方面或第二方面的第一至第二种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述驱动装置还包括密封套筒，所述密封套筒收容于所述线圈骨架内并密封包围所述静铁芯和所述动铁芯，以对所述线圈骨架进行密封。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的电磁开关的立体组装示意图；

图2为图1所示的电磁开关沿线a-a的剖视图；

图3为电磁开关的触头装置的立体分解示意图。

具体实施方式

本申请实施例中的电磁开关是指能够频繁关合、承载和断开正常电流及规定过载电流的电器。它的工作原理是利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的目的。电磁开关通常包括电磁继电器和接触器。

本申请实施例中以直流接触器为例进行说明。

请参阅图1，本申请一实施方式提供的电磁开关100，包括驱动装置20及设置于驱动装置20上的触头装置30。图1中所示的电磁开关100通常还包括外壳，例如触头装置30和驱动装置20收容于一中空的方形外壳内。而本申请实施例中的电磁开关100则为省去了外壳的示意图。驱动装置20利用线圈产生的电磁场驱动控制触头装置30的开启和闭合。本实施方式中的电磁开关100是在初始状态下为触点断开的所谓常开型的接触器。其他实施方式中，电磁开关100也可以是在初始状态下为触点接通的所谓常闭型的接触器。

请参阅图2，驱动装置20包括线圈骨架21、线圈22、磁轭23、静铁芯25、动铁芯26、密封套筒24及复位弹簧28。

具体地，线圈骨架21包括呈中空圆筒状的主体部211，主体部211沿其轴向方向的两端向径向方向凸伸形成的凸缘部212。其中，轴向是指物体(例如圆柱体)旋转中心轴的方向，即与中心轴平行的方向。径向垂直于轴向，即圆柱体端面圆的半径或直径方向。

线圈22缠绕在线圈骨架21上的主体部211上并位于主体部211两端的两个凸缘部212之间。可以理解，线圈22的两端还连接有线圈端子(图未示)。例如，线圈端子可以使用铜等导电材料制成，如此可以通过线圈端子对线圈22通电以对触头装置30进行驱动。

磁轭23由磁性材料构成且包围线圈骨架21。本申请实施方式中，磁轭23大致呈“口”字型，其包括壳体231及盖板233。壳体231具开口，盖板233固定盖设于壳体231的开口。壳体231于远离盖板233的一端设有装设孔2311。磁轭23还包括凸设于壳体231内壁上的定位部235，定位部235围绕装设孔2311设置。主体部211为中空结构，主体部211的内壁设抵持台阶2111。主体部211套设于定位部235上，定位部235与抵持台阶2111相抵持，防止线圈骨架21于磁轭23内移动。一个凸缘部212与盖板233朝向壳体231的一面相抵持，另一个凸缘部212与壳体231的内壁相抵持。可以理解，壳体231与定位部235可以一体成型，也可以分开制造，不限定磁轭23的结构，例如，磁轭23可以省略装设孔2311及定位部235，直接将线圈骨架21固定于磁轭23内；不限定线圈骨架21的结构，例如，线圈骨架21的凸缘部212可以省略，主体部211的端部与盖板233及壳体231相抵持。

密封套筒24固定穿设于主体部211，以于主体部211内形成一个封闭的空间。本实施方式中，密封套筒24由非导磁性材料构成。

静铁芯25和动铁芯26沿线圈骨架21的主体部211的轴向方向设置于密封套筒24内。其中，静铁芯25固定设置于密封套筒24内且靠近上盖板231。静铁芯25与动铁芯26之间具一定间隙，以预留动铁芯26一定的活动空间。线圈22通电后，静铁芯25因被磁化而产生吸力，在所述吸力的作用下动铁芯26能够向靠近静铁芯25的方向移动。本实施方式中，静铁芯25和动铁芯26均大致呈圆柱状。可以理解，不限定静铁芯25和动铁芯26的形状。

本申请实施例中，静铁芯25和动铁芯26的外径与密封套筒24的内径大致相同。静铁芯25设置于密封套筒24的开口侧，动铁芯26在密封套筒24内移动。可以理解，也可以省略密封套筒24，例如，直接将线圈骨架21设为一端封口的结构，静铁芯25、动铁芯26收容于线圈骨架21内。

复位弹簧28夹设于静铁芯25和动铁芯26之间。复位弹簧28用于对动铁芯26施加与静铁芯25所产生的吸力的方向相反的驱动力，进而可以使得当线圈22断电时驱动动铁芯26回复到初始位置，即驱动驱动装置20的动铁芯26移动至密封套筒24远离盖板233的底端。

需要说明的是，本申请实施例中，静铁芯25设有第一插通孔251，第一插通孔251的内壁凸设第一抵持部252。动铁芯26设有第二插通孔261，第一插通孔251与第二插通孔261同轴设置。第二插通孔261的内壁凸设第二抵持部262。复位弹簧28的两端分别抵持于第一抵持部252和第二抵持部262之间。

请结合参阅图3，触头装置30包括基体31、静触头33及动触头组件35。

基体31固定于磁轭23的盖板233上。基体31远离驱动装置20的顶部设置有通孔311，静触头33穿过对应的通孔311固定并伸入基体31上。本申请实施例中，基体31由耐热性材料(如陶瓷)制成。静触头33由铜系材料等导电性材料制成。

动触头组件35包括推杆351、绝缘套管352、触头支架353、动触头357及触头弹簧358。

推杆351的第一端位于基体31内。推杆351的第二端伸入穿设于静铁芯25并与动铁芯26固定相接，实现与驱动装置20连接。绝缘套管352固定套设于推杆351的第一端上并收容于基体31内，触头支架353固定套设于绝缘套管352外，动触头357与触头弹簧358均活动套设于绝缘套管352上并位于触头支架353内，触头弹簧358弹性抵持于动触头357与触头支架353之间。动触头357与静触头33在推杆351的延伸方向相对设置，动触头357能够在推杆351的带动下与静触头33接通。

动触头357与静触头33接通时，线圈22、磁轭23、静铁芯25，动铁芯26、推杆351均带电，其中，线圈22带低压电(例如12v)，磁轭23、静铁芯25，动铁芯26、推杆351构成推杆高压部分(如图2中的较细虚线部分标示)，动触头357与静触头33构成触头高压回路(如图2中的较粗虚线部分标示)，由于绝缘套管352固定套设于推杆351的第一端上，动触头357活动套设于绝缘套管352上，使得动触头357与推杆351之间保持良好的电性绝缘，从而将所述触头高压回路与低压的线圈22完全隔离开来，从而使电磁开关100在切换大电流、直流高压负载时，使电磁开关100的带低压的线圈22不会受到大电流、高电压的影响而造成损害，防止高低压之间击穿带来的安全问题，即提高电磁开关100的安全可靠性。

较为具体的，推杆351包括杆体3511及沿杆体3511的周向凸设的限位部3513。杆体3511的第二端穿设于静铁芯25的第一插通孔251并固定穿设于动铁芯26的第二插通孔261，如此，第一插通孔251与第二插通孔261能够对推杆351的运动进行导向及限位。杆体3511的第一端露出磁轭23并伸入基体31。限位部3513用于与第一抵持部352背离动铁芯26的一侧抵持，以在推杆351朝向动铁芯26所在一方运动回复原始位置时与第一抵持部352相抵持，防止推杆351偏离原始位置。

绝缘套管352固定套设于推杆351的第一端并收容于基体31内，触头支架353固定套设于绝缘套管352上。动触头357、触头弹簧358均活动套设于绝缘套管352上，触头弹簧358弹性抵持于动触头357与触头支架357之间。

触头支架353大致为框体结构。触头支架353包括相对设置的第一支撑件354及第二支撑件355，第二支撑件355靠近磁轭23设置。第二支撑件355为绝缘材料制成。可以理解，触头支架353可以整体为绝缘材料，亦或依据实际需要设置。第一支撑件354上贯通设有第一连接孔3541，第二支撑件355贯通设有第二连接孔3551，绝缘套管352固定穿设于第一连接孔3541与第二连接孔3551。换而言之，绝缘套管352从第一连接孔3541沿杆体3511延伸至第二连接孔3551，动触头357能够沿绝缘套管352的外壁运动，有利于提高动触头357的超程。

在本实施方式中，第一连接孔3541包括第一装设段3543及第二装设段3545，第一装设段3543位于第一连接孔3541远离第二支撑件355的一端，第一装设段3543的孔径大于第二装设段3545的孔径，绝缘套管352包括导向部3521及设于导向部3521的一端的抵持凸缘3523，导向部3521固定穿设于第一连接孔3541及第二连接孔3551，抵持凸缘3523固定收容于第一装设段3543并与第一装设段3543的底壁相抵持。第二支撑件355包括板体3553及凸设于板体3553朝向第一支撑件354一侧设置的凸设部3555，第二连接孔3551贯通板体3553与凸设部3555，触头弹簧358套设于凸设部3555外，触头弹簧358弹性抵持于动触头357与板体3553之间。

可以理解，第一连接孔3541可以不为贯通第一支撑件354的通孔，第一连接孔3541为设于第一支撑件354朝向第二支撑件355一侧的盲孔。抵持凸缘3523位于第一支撑件354背离第二支撑件355的一侧并与第一支撑件354相抵持。

推杆351的第一端上设有卡槽3515，卡槽3515位于第一支撑件354背离第二支撑件355一侧，动触头组件35还包括卡簧356及垫片357，卡簧356卡入卡槽3515，垫片357套设于推杆351上，垫片357位于卡簧356与抵持凸缘3523之间。卡簧356用于防止绝缘套管352脱离推杆351，以及防止绝缘套管352沿推杆351进行轴向运动。垫片357用于防止绝缘套管352与卡簧356之间出现松动，亦能够防止卡簧356对绝缘套管352造成损坏，从而延长绝缘套管352的使用寿命。

触头装置30在组装时，先将动触头357和触头弹簧357装入触头支架353，将绝缘套管352从第一支撑件354的第一连接孔3541朝向第二支撑件355的第二连接孔3551插入触头支架353，将推杆351的第一端从触头支架353的第二支撑件355一侧朝向第一支撑件354所在方向插入绝缘套管352；在推杆351的第一端上安装垫片357，将卡簧356卡入推杆351的卡槽3515，使垫片357位于卡簧356与绝缘套管352之间，即可完成触头装置30的组装。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。