ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО
SEALED CONTACT DEVICE

Настоящее изобретение относится к герметизированному контактному устройству и, в частности, к герметизированному контактному устройству для реле силовой нагрузки или электромагнитного переключателя.
Известный уровень техники
Например, в японском патенте № 3107288 раскрыто герметизированное контактное устройство, в котором неподвижный контакт 2a приводится в контакт с подвижным контактом 3a и отделяется от него в герметизированном пространстве, образованном посредством пайки тугоплавким припоем открывающейся кромки 1b герметизированного контейнера 1, выполненного из изоляционного материала, ко второму соединительному элементу 12.
Однако, как показано на фиг.1 и 9 герметизированного контактного устройства, раскрытого в японском патенте № 3107288, паянный твердым припоем участок открыт в герметизированном пространстве. Следовательно, как показано на фиг.9, при образовании дуги между неподвижным контактом 2a и подвижным контактом 3a, к сожалению, паянный твердым припоем участок плавится под действием тепла дуги, уменьшая эффективность уплотнения.
Ввиду вышеизложенного, задачей настоящего изобретения является создание герметизированного контактного устройства, в котором эффективность уплотнения не уменьшается, даже если образуется дуга.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения герметизированное контактное устройство, в котором открывающаяся кромка цилиндра с закрытым концом выполнена за одно целое с кромкой нижней поверхности центрального отверстия, выполненного в пластинчатом зажиме для образования герметизированного пространства, в то время как нижняя торцевая поверхность керамического корпуса припаяна твердым припоем к верхней поверхности кольцевого фланца, наружная периферийная кромка которого приварена за одно целое к верхней поверхности пластинчатого зажима, причем подвижный контакт подвижного контактного элемента, прикрепленного к одному концу подвижного вала, приводится в контакт с неподвижным контактом и отделяется от неподвижного контакта, расположенного в керамическом корпусе, посредством совершения возвратно-поступательного движения подвижным валом, другой конец которого прикреплен к подвижному стальному сердечнику, совершающему возвратно-поступательное движение в цилиндре с закрытым концом на основании возбуждения и размагничивания узла электромагнита, расположенного на наружной периферии цилиндра с закрытым концом, и кольцевое ребро выступает на верхней поверхности кольцевого фланца, так что паянный твердым припоем участок, образованный на нижней торцевой поверхности керамического корпуса, закрыт с внутренней стороны кольцевым ребром, выполнено для решения упомянутой проблемы.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения паянный твердым припоем участок, образованный между керамическим корпусом и кольцевым фланцем, закрыт с внутренней стороны кольцевым ребром, образованным на кольцевом фланце. Следовательно, даже если образуется дуга при отделении подвижного контакта от неподвижного контакта, так как тепло дуги не достигает паянного твердым припоем участка, преимущественно, эффективность уплотнения не уменьшается.
При сборке керамического корпуса на кольцевом фланце керамический корпус совмещается посредством использования кольцевого ребра, так что работа может быть улучшена для повышения точности сборки.
В аспекте настоящего изобретения кольцевой выступ образован на верхней поверхности кольцевого фланца, причем кольцевой выступ может быть припаян твердым припоем при примыкании к нижней торцевой поверхности керамического корпуса.
Следовательно, расплавленный твердый припой проходит в зазор, образованный между кольцевым фланцем и керамическим корпусом, и твердый припой отверждается в зазоре. Следовательно, пайка твердым припоем упрощается для получения герметизированного контактного устройства, имеющего высокую эффективность уплотнения, высокую прочность и высокую надежность.
В аспекте настоящего изобретения кольцевая канавка образована таким образом, что нижний конец керамического корпуса может устанавливаться на верхней поверхности кольцевого фланца.
Следовательно, работа по совмещению кольцевого фланца и керамического корпуса выполняется точно и легко, и прочность опоры увеличивается, в то время как точность сборки и работоспособность повышаются.
В аспекте настоящего изобретения цилиндрический изоляционный материал расположен между цилиндрическим неподвижным стальным сердечником и подвижным валом, при этом цилиндрический неподвижный стальной сердечник расположен в цилиндре с закрытым концом и прикреплен к нижней поверхности пластинчатого зажима, при этом подвижный вал вставляется в цилиндрический неподвижный стальной сердечник при совершении возвратно-поступательного движения.
В соответствии с настоящим изобретением, даже если образуется дуга и возникает высокое напряжение по траектории кольцевого фланца, пластинчатого зажима и неподвижного стального сердечника, так как цилиндрический неподвижный стальной сердечник и подвижный вал изолированы цилиндрическим изолирующим элементом, преимущественно, цилиндрический неподвижный стальной сердечник и подвижный вал могут быть предотвращены от сварки как одного целого.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе герметизированного контактного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид в перспективе с пространственным разделением элементов герметизированного контактного устройства с фиг.1;
Фиг.3 - частично увеличенный вид в перспективе герметизированного контактного устройства с фиг.2;
Фиг.4 - частично увеличенный вид в перспективе герметизированного контактного устройства с фиг.2;
Фиг.5 - частично увеличенный вид в перспективе герметизированного контактного устройства с фиг.2;
Фиг.6A и 6B - вид в разрезе спереди и вид в разрезе сбоку, иллюстрирующие предварительную работу герметизированного контактного устройства на фиг.1, соответственно;
Фиг.7A и 7B - вид в разрезе спереди и вид в разрезе сбоку, иллюстрирующие последующую работу герметизированного контактного устройства на фиг.1, соответственно; и
Фиг.8 - частично увеличенный вид в разрезе фиг.6A.
Случай, в котором герметизированное контактное устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения используется в электромагнитном герметизированном реле, будет описан со ссылкой на фиг.1-8.
В электромагнитном герметизированном реле в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения узел 30 контактного механизма и узел 50 электромагнита размещены в кожухе. Кожух образован посредством сборки крышки 20 с корпусом 10. Узел 30 контактного механизма расположен в герметизированном пространстве, включающем в себя керамический корпус 31, кольцевой фланец 34, пластинчатый первый зажим 35 и цилиндр 41 с закрытым концом. Узел 30 контактного механизма приводится в действие узлом 50 электромагнита.
Корпусом 10 является изделие, сформованное из смолы, имеющее, по существу, форму ящика. В корпусе 10 подкрепляющее кольцо 13 запрессовывается в крепежном отверстии 12 в крепежном основании 11, которое выступает на наружную сторону угла.
Крышка 20 имеет плоскую форму, которая может вставляться в отверстии корпуса 10, и отверстия 22 и 22 для контактов образованы на обеих сторонах перегородки 21, которая выступает в центре верхней поверхности крышки 20. Фиксатор 23 устанавливается на внутренней поверхности крышки 20. Фиксатор 23, выполненный из магнитного материала, имеет, по существу, U-образную форму, если смотреть сверху. Постоянные магниты 25 и 25 собираются внутри кронштейнов 24 и 24 фиксатора 23.
В узле 30 контактного механизма неподвижный стальной сердечник 36, подвижный стальной сердечник 40, подвижный вал 45 и подвижный контактный элемент 48 встроены в герметизированном пространстве, включающем в себя керамический корпус 31, кольцевой фланец 34, пластинчатый первый зажим 35 и цилиндр 41 с закрытым концом.
Керамический корпус 31 имеет плоскую форму, которая может устанавливаться в отверстии корпуса 10. Как показано на фиг.3, металлические слои (не показаны) образованы на кромке верхней поверхности пары отверстий 31a и 31a для контактов, образованных на верхней поверхности керамического корпуса 31 и нижней торцевой поверхности керамического корпуса 31. Как показано на фиг.6 и 7, неподвижный зажим 32, в котором неподвижный контакт 32a жестко прикреплен к нижнему концу, вставляется в отверстие 31a для контакта, и неподвижный зажим 32 припаивается твердым припоем к керамическому корпусу 31 с соединительным кольцом 33, расположенным между ними.
Как показано на фиг.3, на кольцевом фланце 34, который припаивается твердым припоем к нижней торцевой поверхности керамического корпуса 31, кольцевой выступ 34b для пайки расположен вдоль кольцевого ступенчатого участка 34a, образованного посредством прессования металлической пластины, и защитное кольцевое ребро 34c согнуто и поднято внутри припаянного твердым припоем кольцевого выступа 34b. На кольцевом фланце 34 нижняя торцевая поверхность керамического корпуса 31 припаивается твердым припоем к припаянному твердым припоем кольцевому выступу 34b, и наружная периферийная кромка кольцевого фланца 34 приварена как одно целое к верхней поверхности пластинчатого первого зажима 35.
Как показано на фиг.4, верхний конец цилиндрического неподвижного стального сердечника 36 заделывается в центральное отверстие 35a пластинчатого первого зажима 35, и трубка 37 для удаления газов соединена с концом пластинчатого первого зажима 35 с уплотнением.
Подвижный вал 45 вставляется с возможностью скольжения в цилиндрический неподвижный стальной сердечник 36, в то время как ступенчатый цилиндрический изоляционный элемент 38, вставляемый в сквозное отверстие 36a, помещается между ними. Подвижный вал 45, вставляемый в ступенчатый цилиндрический изоляционный элемент 38, вставляется в пружину 39 возврата, и подвижный стальной сердечник 40 приваривается к нижнему концу подвижного вала 45.
В цилиндре 41 с закрытым концом, в котором размещен подвижный стальной сердечник 40, амортизатор 42 и тонкая пластина 43 из нержавеющей стали размещены на нижней поверхности, и открывающаяся кромка соединена с кромкой нижней поверхности центрального отверстия 35a, образованного в пластинчатом первом зажиме 35 с уплотнением, таким образом образуя герметизированное пространство.
Как показано на фиг.3, подвижный вал 45 предотвращает соскакивание контактной пружины 47 и подвижного контактного элемента 48 с помощью E-образного кольца 46, устанавливаемого на верхнем участке подвижного вала 45, и соскакивание подвижного вала 45 предотвращается удерживающим кольцом 49, заделываемым на верхнем конце подвижного вала 45. Подвижные контакты 48a, расположенные на обоих концах на верхней поверхности подвижного контактного элемента 48, располагаются напротив неподвижного контакта 32a, расположенного в керамическом корпусе 1, для приведения в контакт с неподвижным контактом 32a и отделения от него.
Как показано на фиг.5, в узле 50 электромагнита верхний и нижний концы катушки 52, вокруг которой намотана обмотка 51, закрываются элементами 53 и 54, сформованными из смолы, которые содержат изоляционный материал, и обмотка 51 соединена с проводом 55. Цилиндр 41 с закрытым концом вставляется в сквозное отверстие 52 катушки 52. Оба конца 57 и 57 второго зажима 56, в котором вспомогательный зажим 58 вставляется в центральное отверстие 56a, зацепляются с обоими концами пластинчатого первого зажима 35 и закрепляют их, таким образом, объединяя в одно целое узел 50 электромагнита с узлом 30 контактного механизма.
Ниже будет описана работа электромагнитного герметизированного реле, имеющего вышеописанную конфигурацию.
Когда напряжение не приложено к обмотке 51, подвижный стальной сердечник 40 смещается вниз под действие усилия пружины 39 возврата, таким образом, толкая вниз подвижный вал 45. Следовательно, подвижный контактный элемент 48 перемещается вниз, и подвижный контакт 48a отделяется от неподвижного контакта 32a.
Когда напряжение приложено к обмотке 51, подвижный стальной сердечник 40 притягивается неподвижным стальным сердечником 36, и подвижный вал 45 перемещается со скольжением, преодолевая усилие пружины 38 возврата. Даже после того, как подвижный контакт 48a входит в контакт с неподвижным контактом 32a, подвижный вал 45 выталкивается вверх, преодолевая усилия пружины 39 возврата и контактной пружины 47, верхний конец подвижного вала 45 выступает из отверстия 48b вала подвижного контактного элемента 48, и подвижный стальной сердечник 40 зацепляется с неподвижным стальным сердечником 36.
При прекращении приложения напряжения к обмотке 51 для снятия магнитного возбуждения подвижный стальной сердечник 40 отделяется от неподвижного стального сердечника 36 под действием усилий контактной пружины 47 и пружины 39 возврата. Следовательно, подвижный вал 45 перемещается со скольжением вниз, подвижный контакт 48a отделятся от неподвижного контакта 32a. Затем подвижный стальной сердечник 40 опирается на амортизатор 42 с тонкой пластиной 43 из нержавеющей стали, расположенной между ними, в результате чего подвижный контакт 48a возвращается в исходное состояние.
В соответствии с вариантом осуществления, как показано на фиг.8, припаянный твердым припоем участок, образованный между керамическим корпусом 31 и кольцевым выступом 34b кольцевого фланца 34, закрыт с внутренней стороны кольцевым ребром 34c, образованным на кольцевом фланце 34. Следовательно, даже если дуга, образованная при отделении подвижного контакта 48a от неподвижного контакта 32a, притягивается наружу магнитными силами постоянных магнитов 25 и 25, так как тепло дуги не достигает припаянного твердым припоем участка, преимущественно, эффективность уплотнения не уменьшается.
В герметизированном контактном устройстве данного варианта осуществления кольцевая канавка может быть образована вдоль наружного нижнего участка кольцевого ребра 34c кольцевого фланца 34, так что нижний конец керамического корпуса 31 может вставляться в канавку. Работа по совмещению упрощается за счет образования кольцевой канавки, и, преимущественно, эффективность уплотнения дополнительно повышается, в то время как работа по сборке оптимизируется.
Очевидно, что кольцевой выступ может быть образован на нижней поверхности кольцевой канавки.
Герметизированное контактное устройство согласно настоящему изобретению используется не только в электромагнитном герметизированном реле, но также в других электромагнитных переключателях.