專利名稱：限制觸點起弧的電氣開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于大電流和高電壓的電氣開關(guān)。尤其，本發(fā)明特定實施例涉及一種當(dāng)觸點建立或切斷連接時減小電弧的電氣開關(guān)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)在工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用中提出各種電氣開關(guān)。工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用中的一些例子涉及動力工具、電機、加熱和空調(diào)系統(tǒng)等等。這些不同的電氣開關(guān)適用于大電流和/或高電壓應(yīng)用，以及具有AC和/或DC電源。
通常，在大電流和/或高電壓應(yīng)用中使用的電氣開關(guān)包括在開關(guān)殼體內(nèi)移動的觸點托架。該觸點托架承載觸點，所述觸點建立和斷開與在開關(guān)殼體內(nèi)設(shè)置的相關(guān)觸點的電連接。圖1示出傳統(tǒng)開關(guān)殼體10以及從殼體上拆下的觸點托架12的俯視圖。觸點托架12被配置成移動地設(shè)置在開關(guān)殼體10內(nèi)。開關(guān)殼體10包括側(cè)壁5、端壁7以及底部9，它們共同限定出一內(nèi)腔11。開關(guān)殼體10包括接觸桿14和15，其剛性地安裝在空腔11內(nèi)并分別靠近開關(guān)殼體10的前端42和后端43定位。接觸桿14和15分別包括表面16和19，它們彼此相對。開關(guān)殼體10的底部9形成有在開關(guān)殼體10的前端42和后端43之間延伸的平行肋13。在肋13之間的空間形成溝道15，該溝道類似地在前端42和后端43之間延伸。側(cè)壁5包括被凹口17切斷的臺階內(nèi)表面3，所述凹口17穿過內(nèi)腔11橫向延伸。凹口17穿過肋13并穿過溝道15延伸。
觸點托架12包括沿著縱軸22延伸的本體26。本體26包括前表面12。觸點托架12被構(gòu)造成插入到開關(guān)殼體10的空腔11內(nèi)，同時觸點托架12的前表面21轉(zhuǎn)向面對開關(guān)殼體10的底部9。參考圖1，在插入開關(guān)殼體10之前，觸點托架12如圖1所示繞著縱軸22旋轉(zhuǎn)180度直到觸點托架的前表面21面對著開關(guān)殼體10的底部9。
觸點托架12的本體26包括靠近本體26的相對端部而在前表面21上形成的支撐柱28和34。一對C形支撐件30和32也設(shè)置在本體26前表面21上并設(shè)置成沿縱軸22面對相反方向。C形支撐件30和32位于相應(yīng)的支撐柱28和34的附近。支撐柱28和C形支撐件30通過容納觸點橋18的間隙被隔開。支撐柱34和C形支撐件32通過容納觸點橋20的間隙被分離。觸點橋18和20彼此平行取向并橫穿縱軸22。C形支撐件30和32分別容納彈簧36和37，其分別朝著支撐柱28和34向外偏壓觸點橋18和20。觸點橋18和20分別包括彼此在相對方向上面向外的接觸墊24a、24b和25a、25b。觸點橋18和20被允許沿著縱軸22在限制的運動范圍內(nèi)移動。
支撐柱28和34各自包括尖端部29和35，其遠離前表面21向上延伸。當(dāng)觸點托架12裝入到空腔11時，觸點端部29和35向下轉(zhuǎn)而擱置在肋13之間形成的溝道23中并沿該溝道23滑動。因此，在工作中，肋13和端部29和35配合以控制觸點托架12相對于開關(guān)殼體10的移動方向。一但觸點托架12裝入到空腔11，觸點橋18和20分別與接觸桿14a、14b和15a、15b對準，以至觸點橋18上的接觸墊24a、24b與接觸桿14a、14b上的表面16a、16b分別對準。同樣的，觸點橋20上的接觸墊25a、25b與接觸桿15a、15b上的表面19a、19b分別對準。當(dāng)觸點橋12以箭頭A的方向滑動時，接觸墊24a、24b與表面16a、16b相接合，從而形成通過觸點橋18并在接觸桿14a、14b之間的電連接。當(dāng)觸點托架12以箭頭B的方向滑動時，接觸墊25a、25b與表面19a、19b相接合，從而提供通過觸點橋20在接觸桿15a、15b之間的電連接。觸點橋18和20中只有一個及時在任何單獨的點分別與對應(yīng)的接觸桿14a、14b和15a、15b電連接。因此當(dāng)觸點橋18與接觸桿14a、14b接合時，觸點橋20與接觸桿15a、15b脫離，反之亦然。
圖2示出觸點托架12的局部仰視圖從而更好地示出安裝在本體26上的絕緣體鉤46。絕緣體鉤46配置成當(dāng)觸點托架12以箭頭A方向移動時通過將觸點橋20和接觸桿14a、14b分離來減小電弧。絕緣體鉤46包括設(shè)置在觸點橋20之上并平行于觸點橋20延伸的中心梁48。中心梁48的相對端部47被固定在側(cè)壁5臺階狀內(nèi)表面3的凹口17(圖1)中。中心梁48可滑動地裝配在本體26上設(shè)置的腿49a、49b上。凹口17將中心梁48固定在空腔11中的固定位置。因此，當(dāng)觸點托架12在空腔11內(nèi)移動時，絕緣體鉤46相對于本體26移動。
一對絕緣片50和52安裝在中心梁48的相對端上，接近于觸點橋20相對端上的接觸墊25(圖2中虛線所示)。絕緣片50和52如圖2所示彎曲成L形，以從中心梁48向前延伸并朝下向本體26彎曲。當(dāng)中心梁48相對于本體26沿著箭頭C方向移動時，中心梁48沿著箭頭D方向旋轉(zhuǎn)直到絕緣片50和52覆蓋住在觸點橋28前部的接觸墊25。當(dāng)中心梁48相對于本體26沿著箭頭E方向移動時，中心梁48沿著箭頭F方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致絕緣片50和52向上樞轉(zhuǎn)從而暴露出觸點橋20的接觸墊25。圖1示出的絕緣體鉤46移到一位置，在該位置觸點橋20和接觸墊25完全暴露于接觸桿15的表面19。
轉(zhuǎn)來參考圖1，當(dāng)觸點托架12裝入到開關(guān)殼10時，中心梁48的相對端47容納在凹口47中。當(dāng)觸點托架12以箭頭A方向移動時，凹口17將中心梁48保持在相對于開關(guān)殼體10的固定位置，從而導(dǎo)致在觸點托架12的絕緣體鉤46和本體之間沿著箭頭C方向(圖2)的相對移動，該相對運動又導(dǎo)致中心梁48沿著箭頭D的旋轉(zhuǎn)從而用絕緣片50和52覆蓋觸點橋20上的接觸墊25。相反地，當(dāng)觸點托架12以箭頭B方向(圖1)移動時，凹口17繼續(xù)將中心梁48保持在相對于開關(guān)殼體10的固定位置。當(dāng)觸點托架12以箭頭B方向移動時，本體26和絕緣體鉤46經(jīng)歷沿著箭頭E方向在二者之間的相對移動，該相對移動又導(dǎo)致中心梁48沿著箭頭F的方向旋轉(zhuǎn)。中心梁48沿著箭頭F的方向旋轉(zhuǎn)使得絕緣片50和52遠離觸點橋20向上移去，從而將接觸墊25暴露給表面19。
前面所述的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供一種大電流和/或高電壓開關(guān)機構(gòu)。
然而，諸如圖1和2所示開關(guān)的傳統(tǒng)開關(guān)經(jīng)歷了有限的成功。尤其是，傳統(tǒng)的電氣開關(guān)在大電流和/或高電壓應(yīng)用中持續(xù)經(jīng)歷過度的大量電弧。在分別建立和切斷接觸墊24和25以及接觸桿14和15表面16和19之間的連接的過程中保持發(fā)生電弧的傾向。每次產(chǎn)生電弧，焦炭殘渣就殘留在接觸桿14和15的表面16和19上以及接觸墊24和25之上。此外，每次產(chǎn)生電弧，存在小的碎片(divots)在表面16和19和/或接觸墊24和25中燒毀和碎裂的危險。炭堆積以及碎片(divots)產(chǎn)生接觸墊24和25和表面16和19之間的粗糙接觸面。當(dāng)該接觸面變得更加不平坦和并且有更多碳堆積時，電氣開關(guān)顯示出更加高的內(nèi)阻抗從而導(dǎo)致該開關(guān)在運行中被加熱。電氣開關(guān)的不適當(dāng)加熱可以破壞開關(guān)并降低其使用壽命。
為了改善電氣開關(guān)需要持續(xù)減少在觸點表面的炭堆積以及表面碎片(divots)，以延長電氣開關(guān)的整個運行壽命和載流/載壓能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種電氣開關(guān)，其包括殼體，殼體在其中形成有至少一個觸點保持腔。殼體包括穿過觸點保持腔一個壁的開口，致動器通過該口延伸。觸點組件可移動地安裝在殼體的觸點保持腔內(nèi)。觸點組件包括沿著與殼體的縱軸成一角度排列的弧形路徑可移動的觸點。致動器包括絕緣過模部分(over-moldedportion)，該部分在其中保持一導(dǎo)電元件。導(dǎo)電元件構(gòu)造成與觸點接合。殼體滑動地夾持著致動器從而允許致動器和導(dǎo)電元件沿著殼體的縱軸移動。在致動器沿著殼體的縱軸移動時，致動器驅(qū)動觸點沿著在與導(dǎo)電元件的接合和脫離位置之間的弧形路徑移動。
可選的，觸點組可以包括第一組和第二組觸點，上述觸點構(gòu)造成當(dāng)開關(guān)處于斷開位置時，第一組觸點常開，然而第二組觸點常關(guān)。當(dāng)任一組觸點關(guān)閉時，其接合導(dǎo)電元件的相對側(cè)，從而在閉合的觸點組之間通過導(dǎo)電元件傳遞電力。
可選的，殼體可以包括由絕緣隔板分開的第一和第二觸點保持腔。絕緣隔板包括在其中穿過并滑動地容納導(dǎo)電元件的開口。導(dǎo)電元件通過第一和第二觸點腔之間的隔板前后移動，從而接合第一或第二組觸點中的一組。當(dāng)導(dǎo)電元件設(shè)于第一觸點腔時，在第二觸點腔的觸點斷開并通過插入一絕緣元件彼此電絕緣，反之亦然。
致動器可以包括一個或多個在其外部切割并與相應(yīng)的肘狀件對齊的溝槽，該肘狀件彎曲到觸點的本體內(nèi)。當(dāng)致動器滑動地沿著殼體的縱軸移動時所述溝槽和肘狀件配合以對觸點向外偏壓從而使其沿著弧形路徑遠離致動器。觸點以第一瞬時運動速率沿著弧形路徑移動，而致動器沿著殼體的縱軸以不同的第二瞬時運動速率移動。通過使用不同的第一和第二瞬時速率，致動器相對于致動器沿著殼體移動的速率增加觸點朝向以及遠離導(dǎo)電元件的速率。


下面將通過參考附圖借助示例來描述本發(fā)明的一實施例圖1示出傳統(tǒng)的開關(guān)殼體和觸點托架的俯視圖；圖2示出了傳統(tǒng)觸點托架的局部端視圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施例形成的電氣開關(guān)的分解立體圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明實施例形成的殼體基底的俯視圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明實施例形成的電氣開關(guān)的俯視截面圖，該電氣開關(guān)處于靜止/脫離位置或狀態(tài)；圖6示出根據(jù)本發(fā)明實施例形成的電氣開關(guān)的俯視截面圖，該電氣開關(guān)處于接通/接合位置或狀態(tài)。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例形成的觸點和致動器的局部視圖；
圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例形成的電氣開關(guān)和其中的觸發(fā)輔助機構(gòu)的俯視截面圖。
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，將會更好理解前面概述以及下面對本發(fā)明某一實施例的詳述。為了更好地說明本發(fā)明，圖中示出了本發(fā)明的一實施例。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限定在附圖中所示的裝置和手段。
具體實施例方式
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例形成的電氣開關(guān)60的分解圖。電氣開關(guān)60包括具有孔63的觸發(fā)器62，該觸發(fā)器在鉸鏈銷處可旋轉(zhuǎn)地安裝在電氣開關(guān)60的上殼66。使用者在表面61處擠壓觸發(fā)器62，從而以箭頭H方向轉(zhuǎn)動該觸發(fā)器62。上殼66安裝在殼體基底68上并通過閉鎖突起70夾持在其上，該突起70牢固地容納在殼體基底68上的孔72中。在圖3的說明中，上殼66的一側(cè)包括一對從那里向下延伸的分支74。每一個分支74在其內(nèi)部表面上包括其中一個閉鎖突起70(虛線所示)。值得注意的是在上殼66的后側(cè)形成類似的一對分支74(盡管沒有示出)。殼體基底68包括多個沿著相對側(cè)76形成的并定位成與閉鎖突起70對準的開口72。
如圖4所示，殼體基底68包括前端壁78和后端壁80以及底部壁82。殼體基底68還包括將殼體基底68分成第一和第二腔86和88的中心隔板84。該隔板84包括一個在其中切開的切口開口90，從而可以提供第一和第二腔86和88之間的溝通。殼體基底68具有縱軸92。底部壁82模制有在其內(nèi)表面上的塊狀突起94。該塊狀突起94靠近開口72并從開口72橫向延伸進入第一腔86和第二腔88。每一個開口72通過狹縫96連接，該狹縫96通過塊部分94和底部壁82向下切割。如下文的更詳細描述，開口72能夠使觸頭裝入到第一和第二腔86和88，同時狹縫96牢固地夾持裝入的觸點。
參見圖3，電氣開關(guān)60還包括多個沒置在第一和第二觸點組100和102內(nèi)的觸點98。每一個觸點98包括一基部104，在其一端以直角與觸點末端106相連接而在相對端由觸點臂108相連接。在優(yōu)選實施例中，基部104、觸點末端106、以及觸點臂108以臺階形式成直角連接。然而，也可以用替換的觸點設(shè)計。每一個觸點98的基部104包括在其側(cè)部形成的凹口110。觸點98可以通過開口72的外部或從開口72的內(nèi)部向外裝入。一旦觸點98通過開口72插入，基部104被有力地壓入到狹縫96中，直到凹口110座靠在相應(yīng)狹縫96的內(nèi)側(cè)端112上。如此，觸點98牢固地并摩擦地保持在第一和第二腔86和88中。
觸點臂108每一個包括一中間肘狀部114，該肘狀部彎曲而向內(nèi)指向殼體基底68的中心或縱軸92(圖4)。觸點臂108的外端包括接觸墊116，該接觸墊朝著縱軸92面向內(nèi)對齊(圖4)。在第一觸點組100中觸點98上的接觸墊116和肘狀部114對齊并彼此面對，在第二觸點組102中的接觸墊116和肘狀部114也是同樣。
基部104可以是彈性的，使得當(dāng)被牢固地固定在槽96中時，基部104限定出旋轉(zhuǎn)軸118，觸點臂108可以繞著該軸樞轉(zhuǎn)。觸點末端106構(gòu)造成連接到外部導(dǎo)線，該外部導(dǎo)線可以向電氣開關(guān)60提供電力以及從電氣開關(guān)60抽運電力。通過扭轉(zhuǎn)基部104和/或在角部121的有限的彎曲量，觸點98允許每個觸點臂108繞著旋轉(zhuǎn)軸118沿著弧形路徑旋轉(zhuǎn)，觸點臂108和基部104在所述角部處相交。
電氣開關(guān)也包括具有貫通其一端的孔122的柱塞120。柱塞120通過銷樞轉(zhuǎn)地安裝到觸發(fā)器62上。柱塞120包括在相對于孔122的端部上的細長孔126。該細長孔126容納一個形成在致動器組件130上的銷127。當(dāng)觸發(fā)器62以箭頭H方向壓下或以相反方向釋放時，該觸發(fā)器62繞著鉸鏈銷64樞轉(zhuǎn)，該樞轉(zhuǎn)又以箭頭I方向驅(qū)動柱塞120。
致動器組件130包括居中地位于前和后絕緣元件134和136之間的導(dǎo)電元件132。該導(dǎo)電元件132包括從其相對端延伸的銷138，該銷構(gòu)造成容納在前和后絕緣元件134和136的相鄰表面內(nèi)形成的孔140中。前絕緣元件134以虛線示出。前絕緣元件134設(shè)置有觸發(fā)推進機構(gòu)142(整體地或單獨地)。觸發(fā)推進機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和操作將結(jié)合附圖8在下文進行詳述。一旦觸發(fā)器62沿著觸發(fā)器62的移動范圍被擠壓到中間過渡點，觸發(fā)推進機構(gòu)142促進和增加速度，以該速度致動器組件130沿著縱軸92在ON和OFF開關(guān)位置或狀態(tài)之間移動。
圖5和6示出了電氣開關(guān)位于斷開位置(圖5)和接通位置(圖6)時的俯視截面圖。電氣開關(guān)60構(gòu)造成第一觸點組100在常閉位置工作，其中當(dāng)觸發(fā)器62位于OFF位置時第一觸點組100與導(dǎo)電元件132接合。當(dāng)觸發(fā)器62位于OFF位置(例如，無壓力)時第二觸點組102在常開位置(如圖5所示)(例如，從導(dǎo)電元件132脫離)工作。當(dāng)給觸發(fā)器62施壓時，第一和第二觸點組100和102改變狀態(tài)(如圖6所示)。
參考圖5，每一個基部104被牢固地固定在相應(yīng)的塊部94中。通過使用在觸點臂108和殼體基部68的側(cè)面76之間設(shè)置的彈簧154，該觸點臂108可以沿著如箭頭J所示的弧形路徑被向內(nèi)偏壓?？蛇x的，彈簧154可以被完全移走并且內(nèi)部法向力僅依賴觸點98，以向內(nèi)偏壓觸點臂。
前和后絕緣元件134和136具有側(cè)部164和166，該側(cè)部在其中形成有溝槽156和158。在圖5的例子中，前和后絕緣元件134和136在前和后絕緣元件134和136的相對側(cè)上各自包括一對溝槽156和158，這對溝槽在兩側(cè)彼此對準。溝槽156和158的每一個分別包括至少一個傾斜面160和162，該傾斜面在相應(yīng)溝槽156和158以及側(cè)部164和166的最深部分之間形成過渡區(qū)域。尤其是，關(guān)于第一腔86，傾斜面160形成前絕緣元件134的側(cè)部164和溝槽156的底部之間的過渡區(qū)域。當(dāng)致動器組件130以箭頭L方向移動時，在相應(yīng)觸點98上的肘狀部114從溝槽156的深處沿著側(cè)部164上的傾斜面160跨到側(cè)部164上。溝槽156和肘狀部114配合使得接觸臂108沿著弧形路徑(箭頭J所示)向外遠離導(dǎo)電元件132的側(cè)部168旋轉(zhuǎn)。
類似地，后絕緣元件136包括具有至少一個傾斜面162的溝槽158，該傾斜面形成后絕緣元件136的每個溝槽158和對應(yīng)側(cè)部166之間的過渡。當(dāng)致動器組件130以箭頭L方向移動時，在相應(yīng)觸點98上的肘狀部114沿著側(cè)部166跨過并向下沿著傾斜面162進入到溝槽158中，因此允許了觸點98沿著箭頭K向內(nèi)轉(zhuǎn)動。
圖6示出了電氣開關(guān)60的頂部截面圖，其中致動器組件130已經(jīng)沿箭頭L的方向移動到接通位置(相應(yīng)于當(dāng)觸發(fā)器62被充分擠壓)。當(dāng)前和后絕緣元件134和136移向接通位置時，在第一觸點組的100上的肘狀部114停留在側(cè)部164上，因此導(dǎo)致觸點臂108沿著弧形路徑向外樞轉(zhuǎn)遠離導(dǎo)電元件132。肘狀部114、溝槽156和傾斜面160可以尺寸確定為使得觸點臂108向前樞轉(zhuǎn)的移動速度或速率比致動器組件130以箭頭L線性的移動速度或速率大。這使得接觸墊116從導(dǎo)體132的側(cè)部168被迅速移走從而減小電弧存在的潛在時間。此外，當(dāng)?shù)谝磺粌?nèi)的觸點98從導(dǎo)電元件132脫離時，導(dǎo)電元件132穿過隔板84移動進入到第二腔88中，直到前絕緣元件134緊靠隔板84的表面172。通過將前絕緣元件134抵靠隔板84的表面172，導(dǎo)電元件132完全從第一腔86中的觸點98電隔離。
返回到圖5，當(dāng)觸發(fā)器62被釋放時，致動器組件130以箭頭M的方向移動。導(dǎo)電元件132穿過隔板84移動進入到第一觸點腔86中直到后絕緣元件136緊靠隔板84的表面174，由此將第二腔88中的觸點98與導(dǎo)電元件132電隔離且彼此電隔離。通過利用前和后絕緣元件134和136，觸點98更加有效和完全地隔離，從而消除了其間潛在的電弧或與導(dǎo)電元件132間的電弧的任何風(fēng)險。
參考圖6，當(dāng)致動器組件130處于接通位置時，第二腔88內(nèi)的觸點98的肘狀部114的前導(dǎo)部分與傾斜面162的起點隔開了一定距離176。該距離176限定出一運行范圍，在肘狀部114接合傾斜面162之前致動器組件130可通過該范圍以箭頭L方向移動。當(dāng)致動器組件130沿著由該距離176限定的運行范圍移動時，接觸墊116沿著導(dǎo)電元件132的側(cè)部168滑動。將接觸墊116沿著側(cè)部168滑動可以促進碳和堆積物的清除，否則該碳和堆積物可以堆積在接觸墊116和導(dǎo)電元件132上。此外，由該距離限定的運行范圍限定了接觸墊116開始從導(dǎo)電元件132的側(cè)部168分離的點。
圖7示出了導(dǎo)電元件132和一個觸點98的局部俯視圖。在圖7所示的位置，致動器組件130移動到最終接合位置，以至接觸墊116定位在導(dǎo)電元件132側(cè)部168上的工作區(qū)域180。當(dāng)致動器組件130向靜止狀態(tài)前進時，后絕緣元件136以箭頭M的方向移動并且傾斜面162與肘狀部142接合。在傾斜面162最初開始接合肘狀部114的點，接觸墊116已經(jīng)沿著側(cè)部168滑到由虛線表示的位置182，其相應(yīng)于在導(dǎo)電元件132側(cè)部168之上的分離區(qū)域178。一旦移到分離區(qū)域178，由于肘狀部114開始跨過傾斜面162而跨到前絕緣元件134的側(cè)部166上，因此接觸墊116就開始向外樞轉(zhuǎn)而遠離側(cè)部168。對于電弧仍將發(fā)生的程度，該電弧將在分離區(qū)域178中出現(xiàn)，該分離區(qū)域178遠離在側(cè)部168上的工作區(qū)域180，因此進一步減少了電弧對觸點98和導(dǎo)電元件132之間的最后連接的有害效果。可選的，分離區(qū)域178和工作區(qū)域180可以部分重疊。可選的，前和后絕緣元件134和136可以形成有肘狀部(沒有溝槽)，而觸點98可以形成有溝槽(沒有肘狀部)。
應(yīng)該理解的是，結(jié)合圖7描述的工作狀況出現(xiàn)在如圖5和6所示的第一和第二腔86和88中的每個觸點98上。
當(dāng)電氣開關(guān)60位于圖5所示的位置，第二觸點組102打開并且第一觸點組100關(guān)閉。從第一觸點組100上觸點尾部106開始穿過接觸墊116和導(dǎo)電元件132建立電流路徑。第二觸點組102中的接觸墊116通過氣隙以及通過后絕緣元件136被分離，從而阻止了電弧，當(dāng)電氣開關(guān)移到圖6所示的位置，開關(guān)處于ON狀態(tài)，其中第一和第二觸點組100和102在開和關(guān)位置之間轉(zhuǎn)換。當(dāng)接觸墊116沿著導(dǎo)電元件132的側(cè)部168掠過時，該掠過動作清除了任何氧化物或其他非導(dǎo)電材料并減小了觸點阻力。當(dāng)觸點肘狀部114遵循傾斜面160和162的輪廓時，接觸墊116被強迫分離，因此迅速增加了接觸墊116和導(dǎo)電元件132之間的距離。前和后絕緣元件134和136繼續(xù)沿著移動方向，直到抵靠隔板84的相應(yīng)面172和174(依賴于移動方向)，以進一步切斷電弧。
圖8示出了電氣開關(guān)60的部分側(cè)截面圖從而更好地示出在第一腔內(nèi)的觸發(fā)推進機構(gòu)142。觸發(fā)推進機構(gòu)142包括上梁和下梁144和146，其在垂直平面內(nèi)連接并排列成U形。彈簧148壓縮地保持在形成于上粱和下梁144和146的面對側(cè)上的柱150之間并保持在該柱150上。上梁和下梁144和146的外側(cè)包括以相反方向從其向外延伸的隆起突起152。殼體基底68的底壁82和上殼66的上壁67配置有在第一腔86兩側(cè)彼此朝向內(nèi)面對的隆起突起190。突起190具有傾斜的前和后表面192和194，該前和后表面作用在隆起突起152的前和后表面196和198上。
如圖8所示，觸發(fā)推進機構(gòu)142位于靜止位置(對應(yīng)于圖5所示的觸點狀態(tài))。當(dāng)擠壓觸發(fā)器(圖3)時，致動器組件130以箭頭L的方向移動，其導(dǎo)致隆起突起152被彼此向內(nèi)偏壓，以便移動過隆起突起190。突起152被推進直到靠在后傾斜面194上(如虛線200所示)。當(dāng)隆起突起152從其靜止狀態(tài)(圖8所示)向其完全接合狀態(tài)(以附圖標記200的陰影線所示)推進時，突起192的前傾斜面196沿著突起190上的前導(dǎo)傾斜面192向上滑動。
當(dāng)突起152和190的頂峰202和204彼此直接重合時，上和下梁144和146彼此完全向內(nèi)彎曲并且彈簧148處于完全壓縮狀態(tài)。上和下梁144和146以及彈簧148在頂峰202和204對齊的點處施加相當(dāng)大的向外的力，頂峰202和204對齊在觸發(fā)器62動作中產(chǎn)生一個不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)頂峰202和204進一步以箭頭L方向推進超過該不穩(wěn)定狀態(tài)時，由上和下梁144和146和彈簧148施加的向外的力迫使隆起突起152沿著突起190的后傾斜面194向外。當(dāng)隆起突起152和190的后傾斜面198和194沿彼此滑動時，觸發(fā)推進機構(gòu)142沿著箭頭L的方向以非常快的速度推動致動器組件130。由此，觸發(fā)推進機構(gòu)142將一個快動作引入到觸發(fā)器62(圖3)的動作中以至一旦致動器組件130被推進到不穩(wěn)定狀態(tài)(頂峰202和204對齊)，該致動器組件130迅速地破驅(qū)動到最終接合位置。
致動器組件130、和肘狀部114以及溝槽156和158的幾何形狀相當(dāng)大地減少了電弧的潛在時間，因此延長了開關(guān)的壽命。
雖然已經(jīng)參考特定實施例描述了本發(fā)明，但在不脫離本發(fā)明范圍的情況下進行各種變化和等效替換對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。此外，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以進行多處改進以使發(fā)明的教導(dǎo)適應(yīng)特殊情形和材料。因此，意味著本發(fā)明并沒有限定在所公開的特定實施例中，而是本發(fā)明包括落在權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種電氣開關(guān)，包括其中具有腔的殼體；可移動地安裝在所述腔內(nèi)的觸點組件，所述觸點組件具有至少一個可沿著弧形路徑移動的觸點；以及包括配置成與所述觸點接合的導(dǎo)電元件的絕緣致動器，所述殼體可滑動地保持所述致動器，以允許所述致動器和導(dǎo)電元件沿著致動路徑移動，當(dāng)所述致動器沿著所述致動路徑移動時，所述致動器沿著所述弧形路徑在與所述導(dǎo)電元件的接合和脫離位置之間驅(qū)動所述觸點。
2.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述致動器包括圍繞所述導(dǎo)電元件過模的外絕緣部分，所述外絕緣部分露出在所述導(dǎo)電元件上的至少一個表面，該表面與所述觸點接合。
3.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中觸點組件包括配置成交替地接合和脫離所述導(dǎo)電元件的第一和第二組觸點。
4.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述觸點組件包括至少兩個觸點，所述觸點具有牢固地固定在所述殼體內(nèi)的基部并具有沿著所述導(dǎo)電元件的相對側(cè)部延伸的外臂，所述基部朝著所述導(dǎo)電元件的所述相對側(cè)部偏壓所述外臂。
5.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述殼體包括由一絕緣隔板分開的第一和第二觸點腔，所述導(dǎo)電元件可穿過第一和第二觸點腔之間的隔板移動以分別接合第一和第二觸點組，所述第一和第二觸點組保持在所述第一和第二觸點腔內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中在所述殼體內(nèi)的所述腔包括至少一個其中具有開口的壁，當(dāng)所述致動器沿著所述致動路徑移動時所述導(dǎo)電元件可滑入和滑出所述開口。
7.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述觸點組件包括一組觸點，而所述致動器包括一外部絕緣部分，當(dāng)所述觸點組脫離所述導(dǎo)電元件時，所述外部絕緣部分移動到該觸點組中的觸點之間的一位置處。
8.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述弧形路徑在垂直于所述致動路徑取向的觸點平面排列。
9.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述觸點和致動器中的一個包括在其中形成的肘狀部，而所述觸點和致動器中的另一個包括溝槽，所述肘狀部可移入和移出所述溝槽，從而沿著所述弧形路徑驅(qū)動所述觸點。
10.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述致動器包括靠近所述導(dǎo)電元件、形成在所述致動器相對側(cè)部內(nèi)的一組溝槽，當(dāng)所述致動器沿著所述致動路徑移動時，每一個所述溝槽朝向和遠離所述導(dǎo)電元件驅(qū)動相應(yīng)的觸點。
11.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，還包括連接到所述致動器的開關(guān)驅(qū)動器，所述開關(guān)驅(qū)動器具有U形本體，該U形本體具有至少一個從那里朝外延伸的致動器傾斜突起，所述傾斜突起沿著一接合路徑移動、與設(shè)置在所述殼體上的相應(yīng)配合殼體傾斜突起對準；以及設(shè)置在所述U形本體的腿之間的彈簧，以將所述致動器傾斜突起偏壓向所述殼體傾斜突起，以便于在所述接合和脫離位置之間的移動。
12.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，還包括設(shè)置在所述致動器端部上的U形驅(qū)動器以及設(shè)置在所述U形驅(qū)動器兩腿之間的彈簧，當(dāng)所述觸點在所述接合和脫離位置之間移動時，所述彈簧相對所述殼體向外偏壓所述腿以產(chǎn)生快動作。
13.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，其中所述致動器沿著所述弧形路徑以第一瞬時速率驅(qū)動所述觸點，而所述致動器同時沿著所述致動路徑以第二速率移動，該第二瞬時速率與第一瞬時速率不同。
14.一種電氣開關(guān)，包括其中具有沿著所述殼體縱軸定向的腔的殼體；至少一組在所述腔內(nèi)可樞轉(zhuǎn)地安裝到殼體上的觸點；以及包括與絕緣元件接合的導(dǎo)電元件的致動器，所述觸點配置成與所述導(dǎo)電元件接合，所述致動器滑動地安裝在所述殼體內(nèi)，以沿著所述縱軸移動，當(dāng)所述致動器沿著所述縱軸移動時，所述致動器將所述觸點遠離所述導(dǎo)電元件向外轉(zhuǎn)動。
15.如權(quán)利要求14所述的電氣開關(guān)，其中所述致動器包括連接到所述導(dǎo)電元件相對端上的前和后絕緣元件，當(dāng)相應(yīng)第一和第二組觸點與所述導(dǎo)電元件脫離時，所述前和后絕緣元件分別將所述導(dǎo)電元件從第一和第二觸點組隔離。
16.如權(quán)利要求14所述的電氣開關(guān)，其中所述絕緣元件包括傾斜面，該傾斜面結(jié)合形成在所述觸點上的肘狀部以旋轉(zhuǎn)所述觸點。
17.如權(quán)利要求14所述的電氣開關(guān)，其中所述觸點的每一個包括牢固地固定到所述殼體上的本體部分以及沿著所述腔延伸的臂，當(dāng)所述導(dǎo)電元件位于所述臂之間時，所述臂被彼此相對向內(nèi)偏壓以接合所述導(dǎo)電元件。
18.一種電氣開關(guān)，包括其中具有沿著所述殼體縱軸定向的腔的殼體；至少一組在所述腔內(nèi)可樞轉(zhuǎn)地安裝到殼體上的觸點；包括與絕緣元件接合的導(dǎo)電元件的致動器，所述致動器可滑動地安裝在所述殼體內(nèi)以沿著所述縱軸移動，其中所述觸點中的每一個包括形成在其中的肘狀部，而所述絕緣元件包括溝槽，當(dāng)所述絕緣元件位于第一位置時所述溝槽定位成與所述肘狀部對齊，當(dāng)所述絕緣元件移動到第二位置時所述溝槽向外驅(qū)動所述肘狀部，由此導(dǎo)致所述觸點向外樞轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求14所述的電氣開關(guān)，其中所述致動器包括連接到所述導(dǎo)電元件相對端的前和后絕緣元件，當(dāng)相應(yīng)的第一和第二組觸點從所述導(dǎo)電元件脫離時，所述前和后絕緣元件分別將所述導(dǎo)電元件與第一和第二觸點組隔離。
20.如權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)，還包括設(shè)置在所述致動器端部上的U形驅(qū)動器以及設(shè)置在所述U形驅(qū)動器兩腿之間的彈簧，當(dāng)所述觸點在所述接合位置和脫離位置之間移動時，所述彈簧相對所述殼體向外偏壓所述腿，以產(chǎn)生快動作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電氣開關(guān)，該電氣開關(guān)包括其中形成有至少一個觸點保持腔的殼體。該殼體包括在觸點保持腔一壁上的孔，致動器通過該孔延伸。觸點組件可移動地安裝在殼體的觸點保持腔里。觸點組件具有至少一觸點，該觸點可沿著與殼體的縱軸以一角度排列的弧形路徑移動。致動器包括絕緣的過模(over－molded)部分，該部分在其中保持一導(dǎo)電元件。該導(dǎo)電元件配置成與觸點相接合。殼體可滑動地保持著致動器從而允許致動器和導(dǎo)電元件沿著殼體縱軸移動。當(dāng)致動器沿著殼體的縱軸移動時，該致動器驅(qū)動觸點沿著與導(dǎo)電元件接合和脫離位置之間的弧形路徑移動。
文檔編號H01H19/635GK1745447SQ200380109526
公開日2006年3月8日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月11日
發(fā)明者戴維·G·艾倫, 梅米特·U·塞曼, 利維厄·N·丹 申請人:蒂科電子加拿大有限公司