专利名称：机电继电器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种机电开关装置，如继电器，尤其涉及一种带电接触臂的机电开关装置，接触臂，如动接触臂的两侧都有接触片。
在继电器和其他用于较高电流的机电开关装置中，制作电接触臂时，一般都使用铆接型接触件。例如，在两侧都需要接触件的中间接触臂的接触件结构(如SPDT，Break-Maker，Form C)，要预制铆接接触件，然后经臂上的孔下桩柱，并使接触件变形，以在接触臂的两侧形成配接的接触面。这种制作接触臂的公知方法使加工接触件铆钉的的成本非常高。另外，最终形成的接触臂结构在某些开关应用场合无法满足苛刻的使用寿命的要求。
英国专利说明书GB-A-1158119描述了一种弹性闸片组件(springblade assembly)及其制作方法，其具有多个叠加的弹性闸片，经弹性闸片两侧接触片的连接而夹紧在一起。具体地说，弹性闸片具有相互对准的通孔，一接触头盖住多个弹性闸片一侧的孔，而一支持件盖住另一侧的孔。接触头和支持件经焊接连在一起。由于多个弹性闸片叠压在一起，接触片在对准的孔内连接时必须有良好的导电性。这就要求各个接触片具有一个连接件，从接触头和/或支持件伸进各相应孔中与其他的接触片连接。于是，接触片成铆钉形，而且与上述的铆钉接触件相似，制作成本高。
另一种公知的方法是，从一接触件带上切下接触片，利用电阻钎焊等金属结合方法把接触片连接到所述的电接触臂的表面上。而无需在接触臂表面上形成通孔。这种接触片的一侧一般有铜合金的垫层，用于把接触片焊到接触臂或刀闸簧片的平面上。用钎焊的接触件带的片制成的接触臂一般能满足苛刻的使用寿命的要求。
但是，在连接或钎焊过程中，过量的熔融钎焊材料会漫过接触片的侧面，而在某些情况下，流到接触片的表面上。部分原因是在钎焊过程中所使用的电极在接触片上施加力，使其定位，并保持与接触臂的能够接受的电接触。这种情况会导致在接触臂的的操作中产生接触焊，并且降低了电阻焊中电极的寿命。很不利的是，由于接触件带制作工艺的限制，铜合金涂层的量或厚度不能充分地减小，即这种铜合金在带上只能达到某一最小厚度。
因此，本发明的一个目的是克服现有技术的缺点。
具体地讲，本发明的目的是提供一种机电机开关，其电接触臂使用具有简单形状和平面的廉价的接触片，这些接触片能焊到金属闸片的两侧，而不会产生过量的钎焊材料影响接触表面的问题。
本发明的另一目的是提供一种带电接触臂的机电开关，其中，一对接触片从带铜合金垫层的接触件带上切下。
本发明的又一目的是提供一种带电接触臂的机电开关，其中，一对接触片焊在金属闸片的相应侧面上，接触件压在金属闸片上，在金属表面间达到预定的整体厚度，而无需去掉多余的钎焊材料。
本发明提供的机电开关避免了上述问题，这种机电开关包括线圈组件，其具有磁芯、绕在磁芯上的线圈、支承磁芯和线圈的架；接触件组件，其具有(a)相对设置的一对静接触臂，上有相对设置的接触件，(b)设在一对静接触臂间的动接触臂，有一带通孔的金属闸片和一对接触片，每个接触片都有一底平面，所述接触片的底平面焊到金属闸片上，以盖住通孔的两侧，所述通孔至少部分由过量的钎焊材料填充；及随着线圈激励或非激励而驱动动接触臂的装置。
本发明还提供了一种电接触臂，包括带贯通地形成于其上的通孔的金属闸片，一对接触片，每个接触片都有一平的底表面，所述接触片的底平面连接到金属闸片上，以盖住通孔的两侧，而所述通孔至少部分由过量的连接材料填充。
另外，本发明还提供了一种制造电接触臂的方法，其步骤如下提供一其上形成有通孔的金属闸片；提供一对接触片，各接触片具有比所述闸片上的通孔大的平的底表面，每个所述底表面涂有连接材料层；将一个所述的接触片定位在所述闸片的一侧，以从该侧盖住所述的通孔；加热熔化所述的连接材料层并将所述的接触片从所述一侧压在所述闸片上，从而把接触片连到闸片上，其中，通孔用作供过量熔化的连接材料流入的收集空间；以及固化连接材料。
为更好地理解不本发明，请参见下面对本发明实施例的描述及附图，其中，
图1是本发明方法的示意图，图中使用了不同的比例，示出了接触片从一带上切下，在金属闸片的上方居中；图2是本发明电接触臂的放大剖视图，其中，接触片处于钎焊工艺的开始阶段；图3是图2中接触片钎焊完成后的剖视图；图4是本发明继电器的分解示意图；图5图4继电器的动接触臂的示意图。
如图1所示，接触件带1平时装在卷轴2上，其具有特定的厚度和宽度。加工电接触臂时，带1被切成单个的接触片3。切割机4可以是任何类型或传统的切割机，图中只是示意性地示出。接触件带1由接触件材料构成，其一侧涂有铜合金垫层。例如，如图所示，接触件带1和接触片3有3层结合在一起的层贵金属配接表面31，银中间层32，及铜合金垫层33，图中示出了各层的放大的剖视图。
为了加工两侧带有接触件，例如能用作继电器动接触臂的电接触臂，在金属闸片5的指定位置上形成一通孔6。金属闸片5由适用于所需应用场合的任何材料制造，如铜合金。然后，把一对切下来的接触片3A，3B居中地放在通孔6的两侧上方，使钎焊垫层对着闸片5。各接触片3A，3B的横截面积大于通孔6，因此，能从金属闸片5的两侧完全盖住通孔6，而接触片3A，3B与金属闸片5的相应周边表面接触。
如图2所示，一对电极7，8被引到接触片3A，3B的配接表面31上，电极7，8向接触片3A，3B施加作用力，以使接触片定位，并保证与闸片5的可接受的电接触。然后，电流流经第一电极7、闸片和接触件组件3A，5和3B，而流入另一电极8，经足够长的时间后，熔化接触片3A，3B上的铜合金垫层。所加的电流大小取决于个零部件的成分和其他的物理性质。
电流停止后，电极7，8保持不动足够长的时间，使铜合金能够固化。这种方法使各个接触片3A，3B与闸片5直接钎焊在一起，并且所有的过量钎焊材料都流入用作“钎焊收集空间”的通孔6内。如图3所示，一旦钎焊材料(brazing material)固化后，可拿去电极7，8。
如果需要，该方法也能使接触片3A，3B结合在一起，这是通过使过量的钎焊材料34填满通孔6(见图3)或使从各个接触片来的过量钎焊材料34结合在通孔6处一起而实现的。
作为一个例子，用本发明的方法制作了继电器的动接触臂，其尺寸如下接触片3A，3B长和宽均为3.5mm；贵金属配接表面31的厚度0.46mm(最小值)；银中间层32的厚度0.12mm(最大值)；铜合金垫层33的厚度0.02mm到0.04mm；接触臂闸片5的厚度0.127mm；通孔6的直径2.39mm。
铜合金垫层由一般的铜合金成分构成，如15％的Ag，80％的Cu，5％的P。
图4示出了本发明的继电器40，其包括基座41、与基座41相连的线圈组件42、衔铁43、静接触件44，45和由衔铁驱动与静接触件接触的动接触臂46。图5中更详细地示出了动接触臂46，其包括带通孔46b的金属闸片46a和连接金属闸片46a的一对接触片46c，46d。通孔46b用作收集空间，盛装用来连接接触片46c，46d和闸片46a的过量钎焊材料。继电器40和动接触臂46可以用本发明的方法制成。
这里所描述的实施例只是本发明原理的示例性说明，在不脱离本发明的构思或范围的情况下，本领域的技术人员可对其作出各种修改。
例如，接触件带1可以为单个的带，而不绕在卷轴2上。另外，接触片3A，3B也可以按不同的形状从接触件带上切下来，如矩形或圆形。再者，铜合金垫层可以由任何类型或传统的钎焊材料构成。
此外，铜合金垫层33可以用其他的装置熔化，而不使用电极7，8，并在其间加电流，例如，可以用加热室。电极7，8还可以用其他的机构代替，把接触片3A，3B压在金属闸片5上，并固定住。
还有，接触片可以用任何公知或传统的金属结合工艺，例如软焊或熔焊(soldering or welding)，使用合适的软焊或连接材料连接到闸片上，而不使用钎焊。
权利要求
1.一种机电开关，包括线圈组件，其具有磁芯、绕在磁芯上的线圈、支承磁芯和线圈的架；接触件组件，其具有(a)相对设置的一对静接触臂，上有相对设置的接触件，(b)设在一对静接触臂间的动接触臂，有一带通孔的金属闸片和一对接触片，每个接触片都有一底平面，所述接触片的底平面焊到金属闸片上，以盖住通孔的两侧，所述通孔至少部分由过量的钎焊材料填充；及随着线圈激励或非激励而驱动动接触臂的装置。
2.如权利要求1所述的机电开关，其中，所述金属闸片由弹性铜合金制造。
3.如权利要求1所述的机电开关，其中，所述接触片具有至少两层贵金属。
4.如权利要求1所述的机电开关，其中，所述接触片为平行六面体形。
5.如权利要求1所述的机电开关，其中，所述通孔的横截面积大致为所述接触片底面的三分之一到二分之一。
6.一种电接触臂，包括(a)带贯通地形成于其上的通孔的金属闸片，(b)一对接触片，每个接触片都有一平的底表面，所述接触片的底平面连接到金属闸片上，以盖住通孔的两侧，而所述通孔至少部分由过量的连接材料填充。
7.如权利要求6所述的开关，其中，所述金属闸片由弹性铜合金制造。
8.如权利要求6所述的开关，其中，所述接触片具有至少两层贵金属。
9.如权利要求6所述的开关，其中，所述接触片为平行六面体形。
10.如权利要求6所述的开关，其中，所述通孔的横截面积大致为所述接触片底面的三分之一到二分之一。
11.一种制造电接触臂的方法，其步骤如下提供一其上形成有通孔的金属闸片；提供一对接触片，各接触片具有比所述闸片上的通孔大的平的底表面，每个所述底表面涂有连接材料层；将一个所述的接触片定位在所述闸片的一侧，以从该侧盖住所述的通孔；加热熔化所述的连接材料层并将所述的接触片从所述一侧压在所述闸片上，从而把接触片连到闸片上，其中，通孔用作供过量熔化的连接材料流入的收集空间；以及固化连接材料。
12.如权利要求11所述的方法，其中，连接材料包括钎焊材料，连接接触片的步骤包括钎焊接触片。
13.如权利要求12所述的方法，其中，还包括从含有接触件材料的带上切下所述接触片的步骤，接触件材料的一侧涂有所述钎焊材料。
14.如权利要求12所述的方法，其中，钎焊的步骤包括通过把一对电极加到所述接触片上并使电流流过其间而进行的电阻加热。
15.如权利要求14所述的方法，其中，电极设置成把接触片压在所述闸片上并固定，直到钎焊材料固化。
16.如权利要求11所述的方法，其中，固化的步骤包括冷却接触片。
17.如权利要求12所述的方法，其中，钎焊的步骤包括熔化钎焊材料层，直到在通孔内有足够的过量熔融钎焊材料把接触片焊在一起。
18.一种用如权利要求11所述的方法制造的电接触臂。
19.一种机电开关，具有用如权利要求11所述的方法制造的电接触臂。
全文摘要
一种机电继电器,尤其是一种继电器的动接触臂。通过把接触片从两侧钎焊到金属闸片上来制造动接触臂。为避免过量的钎焊材料沾污接触面,在金属闸片上设有通孔,接触片居中地位于通孔的两侧。通孔用作钎焊材料的收集空间。这样,过量的钎焊材料就会流入通孔中,而不会漫过接触件边缘而沾污接触面。
文档编号H01H11/00GK1231058SQ97198063
公开日1999年10月6日 申请日期1997年8月28日 优先权日1996年9月19日
发明者威廉·G·韦尔什 申请人:西门子电气机械元器件公司