繼電器裝置的製作方法
2023-08-22 07:59:01 2
專利名稱：繼電器裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有超過一個機械繼電器的繼電器裝置。
背景技術：
根據在日本專利No. 4070481中描述的現有繼電器裝置，在母線上封裝(package)機械繼電器。在這個母線上形成用於將電流通過外部負載的負載電路、和用於將電流通過機械繼電器的線圈的線圈電路。
根據在JP-A-2005-142256中描述的現有繼電器裝置，在母線上封裝機械繼電器，並且在印刷電路板上封裝用於控制機械繼電器的線圈的勵磁(energization)的控制電路。將母線的一部分彎曲到許多接頭(tab)中，並且將接頭的末端連接到印刷電路板上，從而電連接母線和印刷電路板。
然而，在日本專利NO. 4070481中描述的現有繼電器裝置需要使用具有與流經負載電路的大電流相一致的厚度的母線。另一方面，流經線圈電路的電流很小。因此，線圈電路需要儘可能薄，來減小由線圈電路使用的空間。然而，當線圈電路製作得很薄時，母線的工作變得困難。
在JP-A-2005-142256中描述的現有繼電器裝置中，需要形成連接母線和印刷電路板的接頭，並且需要彎曲過程來形成接頭。
發明內容
本發明克服了上面的缺點。因而，本發明的一個目的是在具有機械繼電器的繼電器裝置中使在母線上的工作變得簡單，並且無需接頭。
為了實現本發明的目的，提供一種繼電器裝置，其包括多個機械繼電器、第一母線、第二母線、以及繼電器驅動電路。多個機械繼電器的每個均包括線圈、活動觸點(movingcontact)、負載端子(loadterminal)、以及線圈端子。活動觸點的位置依據線圈是否勵磁而改變。負載端子到活動觸點是電傳導的。將線圈端子連接到線圈上。第一母線包括負載電路。電流
5通過負載電路流到外部負載。基於活動觸點的位置的改變，斷開和接通負載電路。第二母線包括線圈電路，通過所述線圈電路來對線圈勵磁。將繼電器驅動電路封裝第二母線上，並且配置為基於操作信號來斷開和接通線圈電路。將第一母線和第二母線疊置在預定的間隔處。將多個機械繼電器放置在第一母線和第二母線之間。將負載端子連接到第一母線上。將線圈端子連接到第二母線上。
為了實現本發明的目的，還提供一種繼電器裝置，包括多個機械繼電器、第一母線、第二母線、多個半導體繼電器、第一繼電器驅動電路、以及第二繼電器驅動電路。多個機械繼電器的每個均包括線圈、活動觸點、負載端子、以及線圈端子。活動觸點的位置依據線圈是否勵磁而改變。負載端子到活動觸點是電傳導的。將線圈端子連接到線圈上。第一母線包括繼電器負載電路。電流通過繼電器負載電路流到外部負載。基於活動觸點的位置的改變，斷開和接通繼電器負載電路。第二母線包括半導體繼電器負載電路和線圈電路。通過線圈電路來對線圈勵磁。多個半導體繼電器的每個均斷開和接通半導體繼電器負載電路。電流通過半導體繼電器負載電路流到外部負載。將第一繼電器驅動電路配置為基於操作信號來斷開和接通線圈電路。將第二繼電器驅動電路配置為基於操作信號來控制多個半導體繼電器。將第一繼電器驅動電路、多個半導體繼電器、以及第二繼電器驅動電路封裝在第二母線上。將第一母線和第二母線疊置在預定的間隔處。將多個機械繼電器放置在第一母線和第二母線之間。將負載端子連接到第一母線上。將線圈端子連接到第二母線上。
從下面的描述、所附權利要求以及附圖中將更好地理解本發明及其附加的目的、特徵以及優點，在附圖中
圖1是示出根據本發明實施例的繼電器裝置的電路配置的圖示；圖2是示出根據實施例的繼電器裝置的前視圖；圖3是沿著圖2中的Ill-Ill線的剖視圖4是示出根據實施例的在樹脂鑄模之前的第一母線的前視圖；圖5是示出根據實施例的在樹脂鑄模之後的第一母線的前視圖；圖6是示出根據實施例的其上設置機械繼電器的第一母線的前視圖；圖7是示出根據實施例的其上封裝智能模塊的第二母線的前視圖；圖8A是示出根據實施例的機械繼電器的前視圖；圖8B是圖8A的右側視圖；以及圖8C是圖8A的底視圖。
具體實施例方式
下面關聯附圖來描述本發明的實施例。
如圖1所示，繼電器裝置1包括機械繼電器2和智能模塊4，該機械繼電器2依據線圈21存在或者不存在勵磁，來改變活動觸點22的位置，從而斷開和接通繼電器負載電路31，以使電流通過外部負載。將繼電器負載電路31和智能模塊4連接到在車輛(未示出)上安裝的電源上。繼電器負載電路31包括保險絲32，當產生過載電流時該保險絲32熔斷。
智能模塊4包括第一繼電器驅動電路41，其控制機械繼電器2的啟動；半導體繼電器42，其斷開和接通半導體繼電器負載電路51，以使電流通過外部負載，並且該半導體繼電器42由例如，金屬氧化物半導體場效應管(MOSEFT)來製成；以及第二繼電器驅動電路43，其基於經由通信設備發送的操作信號來控制半導體繼電器42的啟動。此外，第一繼電器驅動電路41基於經由通信設備發送的操作信號，來斷開和接通線圈電路52，以使電流通過線圈21，進而控制機械繼電器2的啟動。
圖2移除了連接器殼體(connector housing)8和外殼(case)7的前表面，以簡化繼電器裝置1的配置。圖2中的上-下箭頭表示當在車輛中安裝繼電器裝置1時向上-向下(垂直)的方向。
如圖2和圖3所示，繼電器裝置1形成繼電器負載電路31，並且包括第一母線3，在該第一母線3上設置機械繼電器2。壓按(更具體地，模壓(stamp)和彎曲)基於銅的合金板材，以具有預定的形狀，並且隨後樹脂鑄模(resin-mold)成第一母線3。使用鑄模層33來覆蓋第一母線3的預定部分。第一母線3具有雙路保險絲端子35(見圖4)，其中的每路支撐它們之間的保險絲32。
繼電器裝置1包括第二母線5，其形成半導體繼電器負載電路51和線圈電路52。壓按(更具體地，模壓和彎曲)基於銅的合金板材，以具有預定的形狀，並且隨後樹脂鑄模成第二母線5。使用鑄模層53來覆蓋第一母線3的預定部分。
繼電器裝置1形成保險絲電源電路61，並且具有連接到車輛電源上的保險絲電源母線6。通過壓按基於銅的合金板材以具有預定的形狀，來形成保險絲電源母線6。保險絲電源母線6具有雙路保險絲端子62，其中的每路支撐它們之間的保險絲32，並且，保險絲電源母線6包括連接器端子(未示出)，其連接到電源側連接器端子(即，連接到車輛電源上的連接器端子)上。
在預定的間隔處以疊置的方式來布置第一母線3、第二母線5、以及保險絲電源母線6，其中將第一母線3放置在母線5、 6之間。將機械繼電器2設置在第一母線3和第二母線5之間，並且將智能模塊4封裝在第二母線5上。
以上-下的方向將機械繼電器2與智能模塊4偏移，從而當以第一母線3、第二母線5、以及保險絲電源母線6的疊置方向觀看繼電器裝置1的時候機械繼電器2和智能模塊4沒有交疊。更具體地，將機械繼電器2放置在智能模塊4的下面。
將第一母線3、第二母線5、保險絲電源母線6、機械繼電器2、以及智能模塊4容置在由樹脂製成的外殼7和由樹脂製成的連接器殼體8所限定的空間中。
在外殼7的上部形成用於附著(attach)和分離保險絲32的開口 71。將片狀(plate-like)保險絲32通過開口 71插入到外殼7中。因此，將片狀保險絲32的一端支撐在第一母線3的雙路保險絲端子35之間，而將片狀保險絲32的另一端支撐在保險絲電源母線6的雙路保險絲端子62之間。因而，連接了繼電器負載電路31和保險絲電源電路61。
圖4到圖6中的上-下箭頭表示當在車輛中安裝繼電器裝置1時向上-
向下(垂直)的方向。
通過模壓來以圖4中示出的形狀形成第一母線3。更具體地，在第一母線3的下端處形成連接器端子34，將該連接器端子34連接到負載側連接器端子(即，連接到外部負載的連接器端子)上。在第一母線3的上端處形成雙
8路保險絲端子35，該雙路保險絲端子35的每路支撐在它們之間的保險絲32。以上-下的方向在第一母線3的中部處形成固定觸點端子36。在固定觸點端子36的底部處形成固定觸點361，該固定觸點361靠近機械繼電器2的活動觸點22而與活動觸點22分離。在連接器端子34上面和固定觸點端子36下面第一母線3中形成負載電路連接端子37，將機械繼電器2的負載端子23(在下文中描述更多的細節)連接到每個負載電路連接端子37上。
在進行模壓之後，如圖5所示，對第一母線3進行樹脂鑄模。更具體地，使用鑄模層33來覆蓋除了連接器端子34、保險絲端子35、固定觸點端子36、固定觸點361、以及負載電路連接端子37之外的第一母線3的區域。在連接器端子34上面和固定觸點端子36下面鑄模層33上形成腿部插入孔331，將機械繼電器2的腿部24(在下文中描述更多的細節)按壓安裝到每個腿部插入孔331中。
在進行樹脂鑄模之後，再次對第一母線3進行模壓。在這個模壓過程中，剪掉和移除第一母線3的預定部分，以使得繼電器負載電路31從保險絲端子35到固定觸點端子36電性隔離，並且繼電器負載電路31從負載電路連接端子37到連接器端子34電性隔離。
在這個另一次模壓之後，如圖6所示，朝著圖6的圖示平面的正面方向以直角來彎曲固定觸點端子36。在將固定觸點端子36彎曲之後，在第一母線3上設置機械繼電器2。在下文中描述這個過程的更多細節。
圖7中的上-下箭頭表示當在車輛中安裝繼電器裝置1時向上-向下(垂直)的方向。
如圖7所示，在第二母線5的下端處形成連接器端子54，其連接到GND側連接器端子(即，連接到地(GND)的連接器端子)或者負載側連接器端子上。在第二母線5的下端處形成連接器端子55，其連接到電源側連接器端子上。
在第二母線5上形成線圈電路連接端子56，將機械繼電器2的線圈端子25(在下文中描述更多的細節)連接到每個線圈電路連接端子56上。將線圈電路連接端子56的一對中的一個連接到連接器端子54上，並且將端子56中的另一個連接到智能模塊4的第一繼電器驅動電路41上。
圖8A中的上-下箭頭表示當在車輛中安裝繼電器裝置l時向上-向下(垂直)的方向。
將機械繼電器2配置為從常規機械繼電器上省略掉固定觸點。如上
面所描述的，在第一母線3上形成固定觸點361。
在圖8A至圖8C中，機械繼電器2包括活動觸點部件26、由軟鐵板制 成的並且從正面觀看時成L形的磁軛(磁路部件)27、由軟鐵板製成的並且插 入在其上纏繞有線圈21的線軸中的柱狀定鐵芯(磁路部件)28、以及由平板 類的軟鐵材料製成的電樞(磁路部件)29 。
活動觸點部件26包括固定側部，以及正交於固定側部而從固定側部的 一端延伸的擺動側部，並且，通過模鍛磷青銅薄板(phosphor bronze thin plate) 而隨後以直角彎曲它來形成活動觸點部件26。在活動觸點部件26的擺動側 部處的用於觸點的金屬是硬面(hard-faced)的，以形成活動觸點22。如圖6 所示，在第一母線3上設置機械繼電器2的情形中，將移動觸點22與在第 一母線3上形成的固定觸點361相對。
將電樞29緊密接觸並且固定到活動觸點部件26的擺動側部而沿著擺 動側部延伸。通過壓緊(caulking)到活動觸點部件26的固定側部來固定以L 形板的形狀形成的磁軛27的一側。通常，磁軛27的另一側在擺動側部的 相對側上，從活動觸點部件26的固定側部的端部，平行於擺動側部和電樞 29來延伸。因此，當視作一個整體時，以U形板的形狀來布置電樞29和 磁軛27的另一側。將穿過線圈21的定鐵芯28固定到磁軛27的另一側上， 且使磁軛27的另一側和電樞29磁性地短路。因此，當視作一個整體時， 磁軛27、定鐵芯28、以及電樞29構成閉合磁路，該閉合磁路具有以長方 形形狀形成的間隙，以及在電樞29和定鐵芯28之間的間隙。具有優秀彈 性的活動觸點部件26遠離間隙。
三腿部24的一個腿從磁軛27的一側朝著第一母線3的方向伸出，並 且三腿部24的其他兩個腿從磁軛27的另一側朝著第一母線3的方向伸出。 將三腿部24各自按壓安裝到鑄模層33的腿部插孔331中，從而將磁軛27 固定到第一母線3上並最終將機械繼電器2固定到第一母線3上(見圖6)。
負載端子23從磁軛27的一側朝著第一母線3的方向伸出。在將三腿 部24各自按壓安裝到腿部插孔331中之後，通過焊接等來將負載端子23 接合到第一母線3的負載電路連接端子37上(見圖6)。將牽引(tow)線圈端子25連接到當勵磁時形成磁場的線圈21的兩端。 線圈端子25的端部朝著第二母線5的方向延伸，以通過微弧(micro-arc)焊 接等來接合到第二母線5的線圈電路連接端子56上(見圖2和圖3)。
在具有上面配置的繼電器裝置1中，智能模塊4的第一繼電器驅動電 路41基於操作信號來斷開和接通線圈電路52，從而控制機械繼電器2的線 圈21的勵磁。
當接通線圈電路25並因而線圈21勵磁時，將電樞29和活動觸點部件 26的擺動側部吸引到定鐵芯28上。因此，活動觸點22緊密接觸到固定觸 點361上，從而接通繼電器負載電路31。因而，從車輛的電源上，經由保 險絲電源母線6的保險絲電源電路61、保險絲32、第一母線3的繼電器負 載電路31、以及機械繼電器2，來將電力供應到外部負載上。此外，在機 械繼電器2中，磁軛27、活動觸點部件26、以及活動觸點22構成電流通 路。
當斷開線圈電路52並因而停止線圈21的勵磁時，施加到電樞29的磁 力不再存在，從而活動觸點部件26的擺動側部通過其彈力返回其原先的位 置。活動觸點22從固定觸點361上分開，以斷開繼電器負載電路31。因此，
停止對負載的電力供應。
智能模塊4的第二繼電器驅動電路43基於操作信號來控制半導體繼電 器42的啟動。當將半導體繼電器42轉為開啟狀態時，從車輛的電源上， 經由半導體繼電器42和第二母線5的半導體繼電器負載電路51，來將電力 供應到負載上。
根據本實施例的繼電器裝置1使用與負載的使用相一致的機械繼電器2 或者半導體繼電器42。因而，在繼電器裝置1的尺寸減小的同時，確保了 其可靠性。
因為將半導體繼電器頻繁地用於小電流負載，所以形成半導體繼電器 負載電路51的第二母線5比形成繼電器負載電路31的第一母線3具有更 薄的厚度。由於在厚度更薄的第二母線5上形成線圈電路52，因此，該線 圈電路52可以比在第一母線3上形成的線圈電路52製作的更厚。因而， 形成線圈電路52的母線易於加工。
根據實施例，由於繼電器裝置1包括形成繼電器負載電路31的第一母
ii線3以及形成線圈電路52的第二母線5，因而每條母線均具有適合於電流 流動的厚度，並且由於母線的合適厚度，母線易於加工。
此外，將機械繼電器2的負載端子23電連接到具有繼電器負載電路31 的第一母線3上，並且將機械繼電器2的線圈端子25電連接到具有線圈電 路52的第二母線5上。因此，不需要製作在JP-A-2005-142256中公開的現 有繼電器裝置中的接頭。因此，不需要用於接頭的空間，從而進一步地減 小了繼電器裝置l的尺寸，並且免除了形成接頭的工作過程。
當使用印刷電路板時，必須製造與印刷電路板相獨立的連接器端子， 並且將該連接器端子連接到印刷電路板上。在第一母線3上集成連接器端 子34，並且在第二母線5上集成連接器端子54、 55。因此，不需要與在使 用印刷電路板的情況中一樣來獨立地製作連接器端子，並且免除了用於連 接連接器端子的工作過程。
此外，布置機械繼電器2和智能模塊4從而當以第一母線3、第二母線 5、以及保險絲電源母線6的疊置方向來觀看繼電器裝置1時，機械繼電器 2和智能模塊4沒有疊置。因此，在繼電器裝置1中以母線的疊置方向增加
繼電器裝置l的大小是有限的。
另外，在外殼7的上部處形成用於附著和分離保險絲32的開口 71。因 此，可以容易地將保險絲32附著和分離。
對於本領域技術人員來說，其他的優點和修改也是顯而易見的。因而 本發明在廣義的方面不限於本文所示出的和所描述的具體的細節、代表性 的設備、以及示例性的示例。
1權利要求
1、一種繼電器裝置(1)，其包括多個機械繼電器(2)，所述多個機械繼電器(2)中的每一個均包括線圈(21)；活動觸點(22)，其位置根據所述線圈(21)是否勵磁而改變；負載端子(23)，其到所述活動觸點(22)是電傳導的；以及線圈端子(25)，其連接到所述線圈(21)；第一母線(3)，其包括負載電路(31)，其中電流通過所述負載電路(31)流到外部負載；以及基於所述活動觸點(22)的位置的改變，斷開和接通所述負載電路(31)；第二母線(5)，其包括線圈電路(52)，通過所述線圈電路(52)來對所述線圈(21)勵磁；以及繼電器驅動電路(41)，其封裝在所述第二母線(5)上，並且配置為基於操作信號來斷開和接通所述線圈電路(52)，其中所述第一母線(3)和所述第二母線(5)以預定的間隔疊置；所述多個機械繼電器(2)位於所述第一母線(3)和所述第二母線(5)之間；所述負載端子(23)連接到所述第一母線(3)；以及所述線圈端子(25)連接到所述第二母線(5)。
2、 如權利要求l所述的繼電器裝置(l)，還包括-第一連接器端子(34)，其與所述第一母線(3)集成；以及 第二連接器端子(54,55)，其與所述第二母線(5)集成。
3、 如權利要求1所述的繼電器裝置(l)，其中，布置所述多個機械繼電 器(2)和所述繼電器驅動電路(41)，以使得當以所述第一母線(3)和所述第二 母線(5)的疊置方向觀看時所述多個機械繼電器(2)和所述繼電器驅動電路 (41)沒有交疊。
4、 如權利要求l所述的繼電器裝置(l)，其中，在車輛中設置所述繼電 器裝置(l)，所述繼電器裝置(l)還包括保險絲(32)，其設置在所述第一母線(3)的所述負載電路(31)中； 外殼(7)，其容置所述多個機械繼電器(2)、所述繼電器驅動電路(41)、所述第一母線(3)、所述第二母線(5)、和所述保險絲(32);以及開口(71)，其形成在所述外殼(7)的一個端部處，其中，通過所述開口(71)將所述保險絲(32)附著到所述第一母線(3)上以及從所述第一母線(3)上分離。
5、 一種繼電器裝置(l)，其包括多個機械繼電器(2)，所述多個機械繼電器(2)中的每一個均包括線圈(21);活動觸點(22)，其位置根據所述線圈(21)是否勵磁而改變； 負載端子(23)，其到所述活動觸點(22)是電傳導的；以及 線圈端子(25)，其連接到所述線圈(21);第一母線(3)，其包括繼電器負載電路(31)，其中電流通過所述繼電器負載電路(31)流到外部負載；以及基於所述活動觸點(22)的位置的改變，斷開和接通所述繼電器負載電路(31);第二母線(5)，其包括半導體繼電器負載電路(51)和線圈電路(52)，通過 所述線圈電路(52)來對所述線圈(21)勵磁；多個半導體繼電器(42)，所述多個半導體繼電器(42)中的每一個均斷開 和接通所述半導體繼電器負載電路(51)，電流通過所述半導體繼電器負載電 路(51)流到外部負載；第一繼電器驅動電路(41)，其配置為基於操作信號來斷開和接通所述線 圈電路C52);以及第二繼電器驅動電路(43)，其配置為基於所述操作信號來控制所述多個 半導體繼電器(42)，其中在所述第二母線(5)上封裝所述第一繼電器驅動電路(41)、所述多個半導體繼電器(42)、以及所述第二繼電器驅動電路(43);所述第一母線(3)和所述第二母線(5)以預定的間隔疊置；所述多個機械繼電器(2)位於所述第一母線(3)和所述第二母線(5)之間；所述負載端子(23)連接到所述第一母線(3);以及所述線圈端子(25)連接到所述第二母線(5)。
6、 如權利要求5所述的繼電器裝置(1)，還包括第一連接器端子(34)，其與所述第一母線(3)集成；以及第二連接器端子(54，55)，其與所述第二母線(5)集成。
7、 如權利要求5所述的繼電器裝置(1)，其中，將所述多個半導體繼電器(42)、所述第一繼電器驅動電路(41)、以及所述第二繼電器驅動電路(43)集成為智能模塊(4);以及布置所述多個機械繼電器(2)和所述智能模塊(4)，以使得當以所述第一母線(3)和所述第二母線(5)的疊置方向觀看時所述多個機械繼電器(2)和所述智能模塊(4)沒有交疊。
8、 如取利要求5所述的繼電器裝置(1)，其中，在車輛中設置所述繼電器裝置(l)，所述繼電器裝置(l)還包括保險絲(32)，其設置在所述第一母線(3)的所述繼電器負載電路(31)中；夕卜殼(7)，其容置所述多個機械繼電器(2)、所述多個半導體繼電器(42)、所述第一繼電器驅動電路(41)、所述第二繼電器驅動電路(43)、所述第一母線(3)、所述第二母線(5)、和所述保險絲(32);以及開口(71)，其形成在所述外殼(7)的一個端部處，其中，通過所述開口(71)將所述保險絲(32)附著到所述第一母線(3)上以及從所述第一母線(3)上分離。
全文摘要
一種繼電器裝置(1)，其包括機械繼電器(2)、第一母線(3)、第二母線(5)、以及繼電器驅動電路(41)。繼電器包括線圈(21)；活動觸點(22)，所述活動觸點(22)的位置根據線圈是否勵磁而改變；負載端子(23)，其到觸點是電傳導的並且連接到第一母線上；以及線圈端子(25)，其連接到線圈和第二母線上。第一母線包括負載電路(31)。電流通過負載電路流到外部負載，當觸點的位置改變時斷開/接通負載電路。第二母線包括線圈電路(52)，通過所述線圈電路來對線圈勵磁。將驅動電路封裝在第二母線上，並且基於操作信號來斷開/接通線圈電路。將第一母線和第二母線疊置在預定的間隔處。將繼電器放置在第一母線和第二母線之間。
文檔編號H01H50/04GK101656175SQ20091016622
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月20日 優先權日2008年8月20日
發明者鈴木博久 申請人:安電株式會社