具有可移动触头和固定触头的机电开关

摘要

机电开关(102)包括第一固定触头和第二固定触头(204，206)。第一固定触头和第二固定触头(204，206)中的每一个具有相应的配合端。机电开关(102)还包括可移动触头(300)，其具有第一接触区和第二接触区(330，332)。第一接触区和第二接触区(330，332)是可移动触头(300)的分开的区域，其可操作为分别由第一固定触头和第二固定触头(204，206)的相应的配合端覆盖。第一接触区和第二接触区(330，332)中的每一个具有配合表面(334)和对应的凹部(336)，凹部划分配合表面(334)的至少一部分。每个相应的配合端配置为延伸跨越对应的凹部(336)并在对应的凹部(336)的相对侧接合对应的配合表面(334)。对应的凹部(336)具有深度(338)，该深度仅部分地延伸到可移动触头(300)中。

说明书

技术领域

本文的主题总体上涉及机电开关(例如，接触器或继电器)，其控制通过电路的电力的流动。

背景技术

机电开关可以用于多种应用，其中期望选择性地控制电力的流动。机电开关(例如接触器或继电器)可以包括可移动触头和多个固定触头。可移动触头选择性移动为接合或脱离固定触头。当可移动触头接合到固定触头时，电力可以流动通过触头。

对于某些应用，沿可移动触头和固定触头之间的接口产生可听的噪声。例如，电动汽车使用电动汽车电池(EVB)或牵引电池为汽车提供动力。这样的电池可包括具有一个或多个接触器的单个电池单元。当人员踩下加速器踏板时，接触器的可移动触头移动以与固定触头接合。如果人员迅速和/或深深地踩下加速器踏板以使车辆更快速地加速，则电流的浪涌流过可移动触头和固定触头。这种电流的浪涌可能导致可移动触头振荡和振动，并产生可听的噪声。可听的噪音可能会使驾驶员分心或烦恼。除了可听的噪音以外，触头内可能产生大量的热能，这具有不良影响。

因此，要解决的问题是提供一种机电开关，其中可移动触头和固定触头减少可听的噪音，且可选地减少在触头内产生的热能的量。

发明内容

在至少一个实施例中，该问题通过包括第一固定触头和第二固定触头的机电开关来解决。第一固定触头和第二固定触头中的每一个具有相应的配合端。机电开关还包括具有第一接触区和第二接触区的可移动触头。第一接触区和第二接触区是可移动触头的分开的区域，其可操作为分别由第一固定触头和第二固定触头的相应的配合端覆盖。第一接触区和第二接触区中的每一个具有配合表面和对应的凹部，该凹部划分配合表面的至少一部分。每个相应的配合端配置为延伸跨越对应的凹部并在对应的凹部的相对侧接合对应的配合表面。对应的凹部具有深度，该深度仅部分地延伸到可移动触头中。

在一些方面，可移动触头包括相对的配合侧和安装侧以及第一接触端和第二接触端，其中配合侧和安装侧中的每一个在第一接触端和第二接触端之间延伸。配合侧包括第一接触区和第二接触区。可选地，可移动触头具有质心(COM)，其更靠近安装侧而不是配合侧。

附图说明

现在将参照附图以举例的方式描述本发明，在附图中：

图1是根据示例性实施例形成的包括机电开关的电力电路的侧视图。

图2是根据示例性实施例形成的可以与图1的电力电路一起使用的机电开关的一部分的透视图。

图3是图2的机电开关的截面图。

图4是可以与图2的机电开关一起使用的可移动触头的孤立透视图。

图5是可以与图2的机电开关一起使用的可移动触头的侧视图。

图6是可以与图2的机电开关一起使用的可移动触头的俯视图。

图7是可以与图2的机电开关一起使用的可移动触头的端视图。

图8是可移动触头的一部分的放大图，更详细地示出了接触区。

图9是可以与图1的机电开关一起使用的可移动触头的孤立透视图。

图10是图9的可移动触头的俯视图。

图11是图9的可移动触头的端视图。

具体实施方式

图1是根据示例性实施例形成的包括机电开关102的电力电路100的侧视图。机电开关102可以包括轭104、电磁驱动单元106和电路开关108。尽管未示出，轭104可以是长形的杆，其被缠绕以使得长形杆的端部部分112、114用于其之间的开关接收空间110。电磁驱动单元106是线圈116的形式，其在与开关接收空间110相对的位置缠绕在轭104上。电路开关108设置在开关接收空间110内，且可以例如是可绕旋转轴线120旋转的枢转电枢。

机电开关102还包括连杆组件105，其机械地互连电路开关108和可移动触头132。连杆组件105包括一个或多个杆122和连接到一个或多个杆122的铰链124。铰链124可操作为围绕可以平行于旋转轴线120的铰接轴线旋转。如图所示，机电开关102还包括触头载体130、可移动触头132和一对固定触头134、136。触头载体130具有一个或多个支撑部分140。

机电开关102示出为处于打开位置，其中可移动触头132不与固定触头134、136接合，从而未建立电连接。电力电路100还包括电力供给142和电气子组件144。电力供给142可以是用于电动车辆的电池。在图1中，电力供给142从电气子组件144断开连接。电气开关146可以提供机械电路断开和/或电气电路断开。电路开关108可以被激活以在两个不同的位置或状态之间移动。在一个位置，其可以称为脱离位置，可移动触头132不与固定触头134、136接合。在另一位置，其可以称为配合位置，可移动触头132接合固定触头134、136中的每一个，使得电力可以流过机电开关102。为了在位置之间移动，电磁驱动单元106可以由线圈116通电或断电。例如，当通电时，连杆组件105可以朝向固定触头134、136驱动可移动触头132。当断电时，连杆组件105可以驱动可移动触头132远离固定触头134、136。

图2和图3是根据实施例形成的机电开关200的一部分的透视图和截面图。机电开关200可以替代图1中的机电开关102并形成电力电路100(图1)的一部分。如图所示，机电开关200包括可移动触头202以及第一固定触头204和第二固定触头206。可选地，机电开关200可以包括一个或多个附加的可移动触头。可选地，机电开关200可以包括一个或多个附加的固定触头。

第一固定触头204和第二固定触头206具有相应的配合端205、207。可移动触头具有第一接触区215和第二接触区217。第一接触区215和第二接触区217是可移动触头202的分开的区域，它们配置为，当可移动触头202与第一固定触头204和第二固定触头206接合时，分别由配合端205、207覆盖。可移动触头202可以与可移动触头300(图4)类似或相同。如本文所述，第一接触区215和第二接触区217中的每一个具有配合表面和对应的凹部，该凹部划分配合表面的至少一部分。配合端205、207中的每一个配置为延伸跨越对应的凹部并在对应的凹部的相对侧接合对应的配合表面。在一些实施例中，配合端205、207中的一个或两个可以完全延伸跨越对应的凹部并在对应的凹部的相对侧上接合对应的配合表面。

如图2和图3所示，机电开关200包括联接到可移动触头202的支撑杆210。支撑杆210可以形成连杆组件的一部分，例如连杆组件105(图1)，其可操作为联接到电路开关(未示出)，例如电路开关108(图1)。

机电开关200包括触头载体211。触头载体211包括一对支撑部分213，其彼此间隔开以在其之间限定触头空间222。触头载体211还包括一个或多个对准突起224。如果可移动触头202绕支撑杆210旋转，则对准突起224可以例如是接合可移动触头202的肋。

关于图3，支撑杆210可操作为沿着轴线212朝向和远离固定触头204、206双向移动。轴线212沿着支撑杆210的长度延伸穿过支撑杆210的中心。更具体地，当支撑杆210在配合方向214上移动时，可移动触头202接合配合端205、207，从而允许电力通过其流动。当支撑杆210在与配合方向214相反的断开方向216上移动时，可移动触头202脱离配合端205、207，从而断开电力。在一些实施例中，一个或多个偏压构件218(例如，弹簧)可用于促进配合和/或断开操作。

图4-7示出了可以与机电开关200(图2)一起使用的可移动触头300的不同视图。在所示的实施例中，可移动触头300大致是具有多个平面外表面的块状。然而，在其他实施例中，可移动触头300可以具有不同的形状和/或非平面的外表面。

如图所示，可移动触头300相对于互相垂直的X、Y和Z轴取向。可移动触头300包括配合侧302和安装侧304。配合侧302可操作为接合和脱离固定触头，例如固定触头204、206(图2)。配合侧302和安装侧304沿着Z轴面向大致相反的方向。安装侧304可操作为接收支撑杆，例如支撑杆210(图2)。更具体地，安装侧304包括通向接收支撑杆的腔308的开口306。腔308可以仅部分地穿过或完全穿过可移动触头300延伸。对于腔308完全穿过可移动触头300延伸的实施例，配合侧302包括开口307。

配合侧302具有第一接触区330和第二接触区332。第一接触区330和第二接触区332是可移动触头300的分开的区域，其配置为由对应的固定触头的配合端覆盖。例如，第一接触区330可以与配合端205(图2)对准和接合或间隔开。第二接触区332可以与配合端207(图2)对准和接合或间隔开。

如图4所示，第一接触区330和第二接触区332中的每一个具有配合表面334和划分配合表面334的至少一部分的对应的凹部336。在某些实施例中，固定触头的配合端中的每一个配置为完全跨越对应的凹部336延伸并且在凹部336的相对侧上接合对应的配合表面334。凹部336具有深度338(图5或图7)，其沿着Z轴仅部分地延伸到可移动触头300中。在所示的实施例中，凹部336中的每一个是对应的接触区内的仅有的凹部。然而，可以设想，接触区可以包括多于一个凹部(例如，两个或三个凹部)。在所示的实施例中，第一接触区330的凹部336通向可移动触头300的第一接触端312，且第二接触区332的凹部336通向可移动触头300的第二接触端314。

关于图5和图6，第一接触端312和第二接触端314沿着Y轴面向大致相反的方向。可移动触头300还包括纵向的板侧316、318。第一接触端312和第二接触端314沿着X轴在板侧316、318之间延伸。可移动触头300的长度320(如图5所示)在第一接触端312和第二接触端314之间延伸。长度320是沿着Y轴测得的。作为示例，长度320可以是25至40毫米(mm)，或者，在特定的实施例中，30至36mm。可移动触头300的宽度322(如图6所示)在第一板侧316和第二板侧318之间延伸。宽度322是沿着X轴测得的。作为示例，宽度322可以是5至20mm，或者，在特定的实施例中，8至14mm。在所示的实施例中，在整个可移动触头300中，长度320基本上是一致的，且宽度320基本上是一致的。更具体地，垂直于Y轴截取的可移动触头300的一系列截面具有相同的宽度322。更具体地，垂直于X轴截取的可移动触头300的一系列截面具有相同的长度320。

关于图5和图7，厚度或高度324在配合侧302和安装侧304之间延伸。然而，可移动触头300的厚度324不一致且变化。厚度可以线性或非线性方式变化(例如对数，指数或逐步变化)。厚度324可以在可移动触头300的中心342处较大。中心342的坐标对应于沿长度320的中点，沿宽度322的中点，以及沿厚度324的中点。中心342位于腔308内。如图5所示，厚度324随着可移动触头300从第一接触端312朝向中心342延伸而增加且随着可移动触头300从接触端314朝向中心342延伸而增加。在所示的实施例中，厚度324以线性方式增加。然而，在其他实施例中，厚度324可以以非线性方式增加。

配合侧302、安装侧304或两者可以成型为使可移动触头的质量居中。更具体地，配合侧302、安装侧304或两者可以成型为增加可移动触头300的总质量的更靠中心342或轴线212(图3)的比例。在更多的总质量更靠近轴线212或中心342的情况下，可移动触头300可以更容易控制或平衡。

可移动触头300还可以表征为具有多个平面的外表面351-358。平面的外表面351对应于配合侧302。平面的外表面352、354分别对应于接触端312、314。平面的外表面353、355分别对应于相对的板侧316、318。

关于图5，平面的外表面356-358共同形成安装侧304。平面的外表面357包括开口306。平面的外表面356、358相对于平面的外表面357以非正交的角度取向。但是，应该理解，其他实施例可以包括非平面的外表面。

平面的外表面356、358取向为使得厚度324随着平面的外表面356、358朝向平面的外表面357延伸而增加。更具体地，随着可移动触头300从第一接触端312或第二接触端314朝向中心342延伸，安装侧304在沿着Z轴的方向上远离配合侧302延伸。

在特定的实施例中，可移动触头300可以配置为具有质心(COM)303，其与支撑杆的轴线对准，例如轴线212(图3)，质心设置为更靠近安装侧304而不是配合侧302。在所示的实施例中，COM 303与中心342重叠。在替代实施例中，COM 303可以与支撑杆的中心对准，且设置为更靠近配合侧302而不是安装侧304。

对于厚度324朝向中心342更大的实施例，与其他已知的可移动触头相比，可移动触头300朝向中心342具有更多的材料。附加的材料可以吸收更多的在操作期间产生的热能。靠近中心342的板侧316、318的较大表面积也可以允许更大的散热率。在这样的实施例中，可以减少在第一接触端312和第二接触端314附近消散的热能的量，从而减少由过多的热量引起的对周围环境的损坏或磨损。例如，对准突起224(图2)可以在操作期间经受较少的热量。

可选的，可移动触头300可以是对称形状的。例如，如图6所示，第一平面360延伸穿过中心342且平行于Z轴和Y轴。第二平面362延伸穿过中心342且平行于Z轴和X轴。可移动触头300关于第一平面360和第二平面362中的每一个是形状对称的。更具体地，可移动触头300在第一平面360的一侧上的部分相对于可移动触头300在第一平面360的另一侧上的部分基本上对称。同样地，可移动触头300在第二平面362的一侧上的部分相对于可移动触头300在第二平面362的另一侧上的部分基本上对称。

图8是可移动触头300的一部分的放大图，更详细地示出了第二接触区332。以下描述也同样适用于第一接触区330。虚线380表示当配合端接合第二接触区332时配合端的轮廓。配合表面334包括配合侧302的接合固定触头的配合端的部分。因此，虚线380表示配合表面334的边界。如图所示，虚线380与板侧316、318相交。更具体地，配合端成型为越过板侧316、318中的每一个，使得配合端延伸超出板侧316、318中的每一个。在其他实施例中，配合端可以越过板侧316和/或板侧318。

如图所示，凹部336划分配合表面334的至少一部分。凹部336是仅部分地延伸到可移动触头300中的凹陷。固定触头的配合端配置(例如，相对于接触区设定尺寸且成型)为完全跨越凹部336延伸并在凹部336的相对侧上接合对应的配合表面334。更具体地，配合端可以接合凹部336的相对侧上的第一子区域382和第二子区域384。可选地，配合端还可以接合第三子区域386。第三子区域386代表配合表面334的不被凹部336划分的部分。第三子区域386设置在边界380与凹部336的端部388之间。

图9-11示出了可以与机电开关200(图2)一起使用的可移动触头400的不同的孤视图。可移动触头400可以包括与可移动触头300(图4)的特征类似或相同的特征。例如，可移动触头400包括配合侧402和安装侧404。配合侧402配置为接合和脱离固定触头，例如固定触头204、206(图2)。配合侧402和安装侧404面向大致相反的方向。安装侧404配置为接收支撑杆，例如支撑杆210(图2)。更具体地，安装侧404包括通向接收支撑杆的腔408的开口(未示出)。腔408可以仅部分地或完全穿过可移动触头400延伸，如图9和图10所示。

配合侧402具有第一接触区430和第二接触区432。第一接触区430和第二接触区432是可移动触头400的分开的区域，其配置为由对应的固定触头的配合端覆盖。如图所示，第一接触区430和第二接触区432中的每一个具有配合表面434和对应的凹部436，凹部436划分配合表面434的至少一部分。固定触头的配合端中的每一个配置为完全跨越对应的凹部436延伸并且在凹部436的相对侧上接合对应的配合表面434。凹部436具有深度438(图9或图11)，其仅部分地延伸到可移动触头400中。在所示的实施例中，凹部436中的每一个是对应的接触区内的仅有的凹部。然而，可以设想，接触区可以包括多于一个凹部(例如，两个或三个凹部)。

还示出了，配合侧402包括一对沟槽450、452和限定在沟槽450、452之间的平台表面454。在所示的实施例中，平台表面454在第一接触端412和第二接触端414之间跨越配合侧402连续地延伸。平台表面454包括第一接触区430和第二接触区432。平台表面454具有限定在沟槽450、452之间的平台宽度456。平台宽度456小于限定在相对的板侧416、418之间的可移动触头400的宽度455。平台宽度456的尺寸相对于相应的配合端设定，使得相应的配合端越过平台表面454并在沟槽450、452的至少一部分上延伸。

类似于可移动触头300(图4)，可移动触头400可以具有不一致的厚度，其配置为朝向可移动触头的中心提供更多的材料。