專利名稱：開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)，且更具體地涉及在接觸部分中使用盤簧狀接觸靴(coil shaped contact shoe)的開關(guān)，例如，電源開關(guān)和接地開關(guān)等等。
背景技術(shù)：
在用于電源設(shè)備的開關(guān)中，可移動(dòng)側(cè)電極和固定側(cè)電極設(shè)置有內(nèi)部導(dǎo)體。且此外， 提供滑動(dòng)地保持在可移動(dòng)電極中的可移動(dòng)導(dǎo)體，且可移動(dòng)導(dǎo)體可自由插入的部分設(shè)置在固 定側(cè)電極中，以便施行電氣開關(guān)。且許多精細(xì)簧舌狀接觸靴被固定到可移動(dòng)側(cè)電極與可移 動(dòng)導(dǎo)體之間的滑動(dòng)部分或者可移動(dòng)導(dǎo)體被插入的固定側(cè)電極的一部分上，以便確保電導(dǎo)
ο在另一方面，在盤簧狀接觸靴被設(shè)置在固定部分和可移動(dòng)部分中的一個(gè)中以形成 滑動(dòng)部分的示例中公知連接器。盤簧狀接觸靴被公開，其中用來加載盤簧狀接觸靴的溝槽 結(jié)構(gòu)進(jìn)行變化且滑動(dòng)負(fù)載隨著線性往復(fù)的滑動(dòng)部分在前進(jìn)和后退方向上進(jìn)行變化，藉此盤 簧狀接觸靴難以從溝槽中脫離。公開了盤簧狀接觸靴的焊接位置，其中其截面在被壓縮時(shí) 變?yōu)闄E圓形狀，且在其長(zhǎng)軸設(shè)置成大致平行于可移動(dòng)導(dǎo)體的滑動(dòng)方向的情形中，焊接部分 設(shè)置在其側(cè)面部上(參考專利文獻(xiàn)1)。圖11是示出了用于專利文獻(xiàn)1所公開的連接器中的盤簧狀接觸靴的安裝狀態(tài)的 截面圖。盤簧狀接觸靴106是通過結(jié)合螺旋彈簧的兩端而形成的環(huán)狀，且被加載在固定部 分104的溝槽108中并被可移動(dòng)部分105壓縮。接頭部分107被設(shè)置在盤簧狀接觸靴106 的側(cè)表面。[專利文獻(xiàn)]專利文獻(xiàn)1 日本專利公開(Kohyo)P2006-518090。但是，為了將盤簧狀接觸靴應(yīng)用到需要高可靠性的電源開關(guān)等等中，需要能夠流 動(dòng)大電流的高電流承載屬性和承受開關(guān)的循環(huán)斷開和閉合操作(即，可移動(dòng)接觸靴的大頻 度滑行運(yùn)動(dòng))的高機(jī)械耐用性?；谶@個(gè)理由，主要對(duì)于電流承載屬性，使用諸如鈹銅合金 和氧化鋯鉻銅合金的銅合金作為盤簧狀接觸靴的材料。此外，為了制造盤簧狀接觸靴，在線 狀材料形成盤簧狀之后，必要的是將其兩端結(jié)合以形成環(huán)狀。在該情形中，施用焊接作為結(jié) 合工藝。在銅合金的情形中，當(dāng)施用焊接時(shí)，焊接部分的機(jī)械強(qiáng)度由于熱效應(yīng)而下降至大約 一半的值?；谶@個(gè)原因，由于機(jī)械強(qiáng)度由焊接部分的強(qiáng)度來確定，因此不存在可承受被認(rèn) 作可靠標(biāo)準(zhǔn)的大約10000次斷開和閉合(滑行)操作的盤簧狀接觸靴。此外，在通過焊接施用結(jié)合工藝的情形中，由于焊接部分由焊珠膨脹，當(dāng)該部分接觸電流承載部分時(shí)，盤簧狀接觸靴僅在該部分處不正常地變形，這形成降低電流承載屬性 的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供具有盤簧狀接觸靴的開關(guān)，該開關(guān)具有高機(jī)械可靠性且具有 用于多次斷開和閉合操作的長(zhǎng)壽命，同時(shí)保持穩(wěn)固和高電流承載的屬性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種開關(guān)，該開關(guān)包括可移動(dòng)側(cè)接觸部分；設(shè)置成面向 可移動(dòng)側(cè)接觸部分的固定側(cè)接觸部分；保持在可移動(dòng)側(cè)接觸部分中可滑動(dòng)的可移動(dòng)導(dǎo)體， 可移動(dòng)導(dǎo)體要被自由插入到固定側(cè)接觸部分中；第一盤簧狀接觸靴，其加載在形成于可移 動(dòng)側(cè)接觸部分的內(nèi)圓周處的環(huán)形溝槽中，第一盤簧狀接觸靴總是接觸可移動(dòng)導(dǎo)體且由可移 動(dòng)導(dǎo)體壓縮；以及第二盤簧狀接觸靴，其加載在形成于固定側(cè)接觸部分的內(nèi)圓周處的環(huán)形 溝槽中，當(dāng)可移動(dòng)導(dǎo)體被插入到固定側(cè)接觸部分中時(shí)，第二盤簧狀接觸靴接觸可移動(dòng)導(dǎo)體 且由可移動(dòng)導(dǎo)體壓縮。在此，第一盤簧狀接觸靴和第二盤簧狀接觸靴中的每個(gè)是通過在接 頭(joint)部分處結(jié)合螺旋彈簧的兩端而形成的環(huán)狀。每個(gè)接頭部分位于第一環(huán)狀接觸靴 和第二環(huán)狀接觸靴中的每個(gè)中的外圓周的頂點(diǎn)處，且第一環(huán)狀接觸靴和第二環(huán)狀接觸靴中 的每個(gè)接觸在環(huán)形溝槽的底部部分中的兩側(cè)處形成的傾斜面部。根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供一種開關(guān)，該開關(guān)包括可移動(dòng)側(cè)接觸部分；設(shè)置成面 向可移動(dòng)側(cè)接觸部分的固定側(cè)接觸部分；保持在可移動(dòng)側(cè)接觸部分中可滑動(dòng)的可移動(dòng)導(dǎo) 體，可移動(dòng)導(dǎo)體要被自由插入到固定側(cè)接觸部分中；第一盤簧狀接觸靴，其加載在形成于可 移動(dòng)導(dǎo)體的外圓周處的環(huán)形溝槽中，第一盤簧狀接觸靴總是接觸可移動(dòng)側(cè)接觸部分且由可 移動(dòng)側(cè)接觸部分壓縮；以及第二盤簧狀接觸靴，其加載在形成于可移動(dòng)導(dǎo)體的外圓周處的 另一環(huán)形溝槽中，當(dāng)可移動(dòng)導(dǎo)體被插入到固定側(cè)接觸部分中時(shí)，第二盤簧狀接觸靴接觸固 定側(cè)接觸部分且由固定側(cè)接觸部分壓縮。在此，第一盤簧狀接觸靴和第二盤簧狀接觸靴中 的每個(gè)是通過在接頭部分處結(jié)合螺旋彈簧的兩端而形成的環(huán)狀，每個(gè)接頭部分位于第一環(huán) 狀接觸靴和第二環(huán)狀接觸靴中的每個(gè)的內(nèi)圓周的頂點(diǎn)處，且第一環(huán)狀接觸靴和第二環(huán)狀接 觸靴中的每個(gè)接觸形成在環(huán)形溝槽的底部部分中兩側(cè)處的傾斜面部。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)具有在外圓周的頂點(diǎn)處將螺旋彈簧的兩端結(jié)合的接頭部分的盤簧 狀接觸靴被設(shè)置成接觸形成于環(huán)形溝槽的底部部分中兩側(cè)處的傾斜面部時(shí)，在接頭部分被 壓縮時(shí)應(yīng)力變小，從而可提高耐用性。因此，實(shí)現(xiàn)了具有盤簧狀接觸靴的開關(guān)，該開關(guān)具有 高機(jī)械可靠性和用于多次斷開和閉合操作的長(zhǎng)壽命，同時(shí)保持穩(wěn)固和高電流承載的屬性。


由于通過參考下述詳細(xì)說明結(jié)合附圖將能更充分地理解本發(fā)明及其許多伴隨優(yōu) 勢(shì)，因此將能更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的使用處于斷開狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開 關(guān)的截面圖；圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的使用處于閉合狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的截 面圖；圖3是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的盤簧狀接觸靴的結(jié)合狀態(tài)的截面5
圖4是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的盤簧狀接觸靴的安裝狀態(tài)的截面圖；圖5A和5B是示出了盤簧狀接觸靴的接頭部分的截面圖，其中圖5A示出了本實(shí)施 例的接頭部分，而圖5B是用于參考的截面圖；圖6是示出了關(guān)于本實(shí)施例的盤簧狀接觸靴和常規(guī)盤簧狀接觸靴的循環(huán)疲勞強(qiáng) 度測(cè)試結(jié)果的曲線圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的使用處于斷開狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開 關(guān)的截面圖；圖8是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的使用處于閉合狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的截 面圖；圖9是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的盤簧狀接觸靴的結(jié)合狀態(tài)的截面圖；圖10是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的盤簧狀接觸靴的安裝狀態(tài)的截面圖；和圖11是示出了用于根據(jù)常規(guī)技術(shù)的連接器中的盤簧狀接觸靴的安裝狀態(tài)的截面 圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，其中貫穿附圖相同的附圖標(biāo)記指代相同或相應(yīng)的部件，下面將描 述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)在下文中，將具體地參考附圖來描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是示出了使用根據(jù)第一實(shí)施例的處于斷開狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的截 面圖。0. 4 0. 6MPa的SF6氣體被填充到開關(guān)的金屬容器1中，以便確保電絕緣。在金 屬容器1的內(nèi)部，可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1和固定側(cè)接觸部分32設(shè)置成按照預(yù)定的間隔彼此相 互面對(duì)，以形成電極部分(開關(guān)接觸部分)。且在組成電極部分的一個(gè)電極的可移動(dòng)側(cè)電極 部分S1處，將圓柱狀可移動(dòng)導(dǎo)體4可滑動(dòng)地固定。在組成電極部分的另一個(gè)電極的固定側(cè) 電極部分32處，設(shè)置圓柱狀中空體以便插入可移動(dòng)導(dǎo)體4。第一盤簧狀接觸靴S1和第二盤 簧狀接觸靴52被分別安裝到可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1和固定側(cè)接觸部分32，第一盤簧狀接觸靴 S1和第二盤簧狀接觸靴52中的每個(gè)是環(huán)形的且接觸可移動(dòng)導(dǎo)體4的外圓周表面。圖2是示出了使用根據(jù)本實(shí)施例的處于閉合狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的截面 圖。通過未示出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可移動(dòng)導(dǎo)體4被插入到固定側(cè)接觸部分32的圓柱狀中空 體中。此時(shí)，安裝到固定側(cè)接觸部分32的第二盤簧狀接觸靴52被壓縮，以從內(nèi)部延伸。在這種狀態(tài)下，電流從可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1經(jīng)由第一盤簧狀接觸靴S1流動(dòng)到可移 動(dòng)電極4，且接著從可移動(dòng)導(dǎo)體4經(jīng)由第二盤簧狀接觸靴52流動(dòng)到固定側(cè)接觸部分32，從而 確保開關(guān)的閉合狀態(tài)。圖3是示出了本實(shí)施例中的盤簧狀接觸靴的單個(gè)主體的截面圖。圖4是詳細(xì)示出 了本實(shí)施例中盤簧狀接觸靴的安裝狀態(tài)的截面圖。在此，圖3和4示出第二盤簧狀接觸靴52作為盤簧狀接觸靴的示例，該接觸靴在 插入可移動(dòng)導(dǎo)體4時(shí)進(jìn)行變形。
如圖3所示，通過結(jié)合線狀螺旋彈簧的兩端，第二盤簧狀接觸靴52形成環(huán)狀，且兩 端結(jié)合成使得接頭部分62位于第二盤簧狀接觸靴52的外圓周的頂點(diǎn)處。在圖4中，第二盤簧狀接觸靴52被安裝在形成于固定側(cè)接觸部分32的中空體中的 內(nèi)圓周處的環(huán)形溝槽72中，其中可移動(dòng)導(dǎo)體4被插入到固定側(cè)接觸部分32中。第二盤簧狀 接觸靴52被可移動(dòng)導(dǎo)體4從內(nèi)部壓縮，且第二盤簧狀接觸靴52投影到垂直于圓周方向的面 部上的截面從自然圓形變成接近橢圓的形狀，如圖4所示。然而，由于第二盤簧狀接觸靴52 是上述的盤簧狀(螺旋體狀)，因此實(shí)際變形過程變得更為復(fù)雜。也就是說，關(guān)于第二盤簧 狀接觸靴52在垂直于可移動(dòng)導(dǎo)體4運(yùn)動(dòng)的方向上的變形，由于被該盤簧在圓周方向上后退 得比在自然狀態(tài)下更多，因此變形可被吸收，這樣，由組成實(shí)際盤簧狀接觸靴的線材接收的 應(yīng)力與自然狀態(tài)沒有什么不同。但是在平行于可移動(dòng)導(dǎo)體4運(yùn)動(dòng)的方向上的變形由線材的 彈性變形所吸收，從而應(yīng)力變大。也就是說，在上述截面中，由變形引起的由側(cè)部分(在具 有小曲率的部分處)接收的應(yīng)力變成最大值，且由外圓周的頂點(diǎn)(在具有大曲率的部分處) 接收的應(yīng)力變成最小值。從而具有低機(jī)械強(qiáng)度的接頭部分62被設(shè)置在第二盤簧狀接觸靴 52的外圓周的頂點(diǎn)(可移動(dòng)導(dǎo)體4不與其滑動(dòng)的一側(cè))。溝槽72構(gòu)造成第二盤簧狀接觸靴52接觸提供在底部部分處的兩個(gè)傾斜面部S2。每 個(gè)傾斜面部S2與可移動(dòng)導(dǎo)體4的滑動(dòng)方向之間的角度被設(shè)置成不小于25°且不大于45°。 通過如上所述地設(shè)置角度，可防止第二盤簧狀接觸靴52扭曲(旋轉(zhuǎn))且可保持從傾斜面部 S2作用在第二盤簧狀接觸靴52的摩擦力。由此，可降低第二盤簧狀接觸靴的扭曲，且在截 面中橢圓的長(zhǎng)軸被保持大致平行于中心軸，即可移動(dòng)導(dǎo)體4的滑動(dòng)方向。此外，通過在溝槽72的底部部分處形成凹口 92，可避免接頭部分62的脹包(bloat) 接觸底部部分。接頭部分62被保持在第二盤簧狀接觸靴52的外圓周的頂點(diǎn)處。也就是說， 接頭部分62位于兩個(gè)接觸點(diǎn)的大致中間點(diǎn)處，在兩個(gè)接觸點(diǎn)處第二盤簧狀接觸靴52接觸環(huán) 形溝槽72的傾斜面部S2。此外，圖3和4示出了在插入可移動(dòng)導(dǎo)體4時(shí)變形的第二盤簧狀接觸靴52，但是關(guān) 于總是由可移動(dòng)導(dǎo)體4從內(nèi)部壓縮的第一盤簧狀接觸靴51;其結(jié)合狀態(tài)及其安裝狀態(tài)與上 述相同。此外，在可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1和固定側(cè)接觸部分32的每個(gè)中，可提供兩個(gè)或多個(gè) 溝槽，其中每個(gè)加載有盤簧狀接觸靴。盤簧狀接觸靴是通過將金屬線形成為盤簧狀而制成的螺旋彈簧(coil spring) 且將金屬線的端部部分結(jié)合在外圓周的頂點(diǎn)處。關(guān)于用于金屬線的金屬材料，使用具有高 導(dǎo)電性和高機(jī)械強(qiáng)度的銅合金。存在作為銅合金示例的氧化鋯鉻銅合金，其導(dǎo)電性不小于 70%且拉伸強(qiáng)度不小于620Mpa。金屬線的線材直徑從約0. 5mm至約2mm，且通過激光焊接 或電阻焊接來施用結(jié)合工藝。圖5A和5B是截面圖，其中每個(gè)示出了盤簧狀接觸靴的接頭部分。圖5A是示出了 根據(jù)本實(shí)施例的接頭部分的截面圖，且圖5B是參考截面圖。當(dāng)金屬線被結(jié)合同時(shí)如圖5B將 兩端重疊時(shí)，接頭部分6的剛度屬性變得大于其它部分的剛度屬性，且此外在接頭部分6的 一段處剛度屬性變得更大。由于上述原因，當(dāng)盤簧狀接觸靴5被壓縮時(shí)，在盤簧狀接觸靴5 上變形變得不均勻，且與可移動(dòng)導(dǎo)體4的接觸壓力變得不均勻，從而電流承載屬性下降。在 另一方面，在根據(jù)本實(shí)施例的盤簧狀接觸靴5中，其中盤簧狀接觸靴5通過將金屬線制成盤 簧狀而形成且其中金屬線的端部進(jìn)行頭部結(jié)合(heading jointed)，如圖5A所示，在接頭部分6處的結(jié)構(gòu)變得與其它部分相同。因此，當(dāng)盤簧狀接觸靴5被壓縮時(shí)，包括接頭部分6 進(jìn)行均勻變形，從而可穩(wěn)固電流承載屬性。在下文中，將描述本實(shí)施例的操作和效果。在使用根據(jù)本實(shí)施例的在如圖1中所示斷開狀態(tài)下的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的電 極部分中，可移動(dòng)導(dǎo)體4被存放在可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1中，可移動(dòng)導(dǎo)體4是可移動(dòng)側(cè)導(dǎo)體。 可移動(dòng)導(dǎo)體4被外部驅(qū)動(dòng)力線性驅(qū)動(dòng)朝向固定側(cè)接觸部分32，其是固定側(cè)導(dǎo)體且被插入到 提供在固定側(cè)接觸部分32的內(nèi)圓周側(cè)處的圓柱狀中空體中，藉此變成圖2所示的狀態(tài)。當(dāng) 可移動(dòng)導(dǎo)體4被插入時(shí)，可能的是電流在可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1 (是可移動(dòng)側(cè)導(dǎo)體)與固定側(cè) 接觸部分32 (是固定側(cè)導(dǎo)體)之間流動(dòng)。也就是說，電流從可移動(dòng)側(cè)接觸部分3工經(jīng)由第一 盤簧狀接觸靴S1流動(dòng)到可移動(dòng)導(dǎo)體4，并接著從可移動(dòng)導(dǎo)體4經(jīng)由第二盤簧狀接觸靴52流 動(dòng)到固定側(cè)接觸部分32。當(dāng)可移動(dòng)導(dǎo)體4被插入時(shí)，第一盤簧狀接觸靴S1和第二盤簧狀接觸靴52從內(nèi)部被 壓縮并延伸，且分別變成以10% 30%被壓縮的狀態(tài)在可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1之間的空間 以及在固定側(cè)接觸部分32之間的空間中。關(guān)于安裝在可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1中的第一盤簧 狀接觸靴S1的壓縮狀態(tài)，在可移動(dòng)導(dǎo)體4的斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間幾乎沒有差異。但是 關(guān)于安裝在固定側(cè)接觸部分32中的第二盤簧狀接觸靴52，雖然在斷開狀態(tài)的壓縮率是幾乎 自由狀態(tài)的0%，在閉合狀態(tài)的壓縮率是10% 30%，因?yàn)榭梢苿?dòng)導(dǎo)體4被插入。每次開 關(guān)進(jìn)行斷開和閉合，第二盤簧狀接觸靴在斷開狀態(tài)下的0%壓縮率和閉合狀態(tài)下的10% 30%壓縮率之間進(jìn)行循環(huán)，從而在第二盤簧狀接觸靴52的內(nèi)部周期性地產(chǎn)生應(yīng)力。圖6是本實(shí)施例的盤簧狀接觸靴與常規(guī)盤簧狀接觸靴的循環(huán)疲勞強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果 的曲線圖。關(guān)于具體的測(cè)試內(nèi)容，在盤簧狀接觸靴的接頭位置變化的情形中示出了疲勞強(qiáng)度 測(cè)試結(jié)果。在此，對(duì)于每種情形，通過在將壓縮率從0%增加至30%并接著回到初始的0% 的循環(huán)來執(zhí)行循環(huán)加載測(cè)試，且得到直到接頭部分破裂的測(cè)試次數(shù)。雖然強(qiáng)度存在差別，但 是具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的盤簧狀接觸靴(其接頭部分位于圖11所示的側(cè)面部處)在平均7500次 時(shí)破裂。在另一方面，本實(shí)施例的盤簧狀接觸靴(其接頭部分位于外圓周的頂點(diǎn)處)或者 在后述第二實(shí)施例的盤簧狀接觸靴(其接頭部分位于內(nèi)圓周的頂點(diǎn)處)在平均85000次時(shí) 破裂。因此，壽命能夠延長(zhǎng)達(dá)約10倍，且耐用性增加。當(dāng)盤簧狀接觸靴接觸溝槽的底部部分的兩個(gè)傾斜面部時(shí)，在可移動(dòng)導(dǎo)體移向閉合 狀態(tài)和移向斷開狀態(tài)兩者的情形中，盤簧狀接觸靴在滑動(dòng)方向上的扭曲如此小，以致可得 到穩(wěn)固的接觸電阻。當(dāng)橢圓形狀在垂直于盤簧狀接觸靴的圓周方向的截面處的長(zhǎng)軸大致平行于可移 動(dòng)導(dǎo)體4的滑動(dòng)方向時(shí)，可得到大接觸壓力。在同時(shí)，在可移動(dòng)導(dǎo)體4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情形 中，即，在可移動(dòng)導(dǎo)體4移向閉合狀態(tài)和移向斷開狀態(tài)兩者的情形中，可同樣地得到滑動(dòng)負(fù) 載(用于可移動(dòng)導(dǎo)體4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)力)。此外，在用于加載盤簧狀接觸靴的可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1和固定側(cè)接觸部分32的 每個(gè)溝槽包括簡(jiǎn)單凹形且設(shè)置有平坦底部部分的開關(guān)中，在接頭部分位于外圓周的頂點(diǎn)處 的情形中，底部部分接觸稍微凸起的接頭部分。結(jié)果是，整個(gè)盤簧狀接觸靴的變形變得不均 勻，且電流承載屬性可降低。在該情形中，盤簧狀接觸靴的接頭部分的外側(cè)可通過磨床等來磨平。但是這不足以避免接頭部分接觸底部部分且不必要的應(yīng)力被磨床等等加載在盤簧狀 接觸靴上，從而降低強(qiáng)度。由此，在本實(shí)施例中的開關(guān)中，其中溝槽的底部部分凹陷成V形， 通過避免與接頭部分的脹包接觸來實(shí)現(xiàn)電流承載，以便接觸電阻可被抑制得更低且可確保 更穩(wěn)固的電流承載屬性。(第二實(shí)施例)在下文中，將具體參考附圖來描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。對(duì)于與第一實(shí)施例中相 同的結(jié)構(gòu)采用相同的附圖標(biāo)記，且其中的重復(fù)描述被省略。圖7是示出了使用根據(jù)第二實(shí)施例的處于斷開狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的截 面圖?；瑒?dòng)地固定圓柱狀可移動(dòng)導(dǎo)體4的可移動(dòng)接觸部分S1和具有中空體的固定側(cè)接 觸部分32設(shè)置成按照預(yù)定的間隔彼此相互面對(duì)，以形成電極部分(開關(guān)接觸部分)，可移動(dòng) 導(dǎo)體4要被插入到中空體中。圖8是示出了使用根據(jù)本實(shí)施例的處于閉合狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的截面 圖，且示出了可移動(dòng)導(dǎo)體4被插入到固定側(cè)接觸部分32中的狀態(tài)。接觸可移動(dòng)側(cè)接觸部分
的第一盤簧狀接觸靴IO1和接觸固定側(cè)接觸部分32的第二盤簧狀接觸靴IO2被安裝到可 移動(dòng)導(dǎo)體4。可移動(dòng)導(dǎo)體4通過未示出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)被插入到提供在固定側(cè)接觸部分32的內(nèi) 圓周處的圓柱狀中空體中，且安裝到固定側(cè)接觸部分32的第二盤簧狀接觸靴被壓縮。圖9是示出了在本實(shí)施例中的盤簧狀接觸靴的單個(gè)主體的截面圖。圖10是詳細(xì) 地示出了在本實(shí)施例中的盤簧狀接觸靴的安裝狀態(tài)的截面圖。在此，圖9和10關(guān)于第二盤簧狀接觸靴IO2作為盤簧狀接觸靴的示例進(jìn)行描述。如圖9所示，第二盤簧狀接觸靴IO2通過將線性螺旋彈簧的兩端結(jié)合起來而形成 環(huán)狀，且兩端結(jié)合成使得接頭部分Ii2位于盤簧狀接觸靴IO2的內(nèi)圓周的頂點(diǎn)處。在圖10中，第二盤簧狀接觸靴IO2安裝在形成于可移動(dòng)導(dǎo)體4的外圓周處的環(huán)形 溝槽122中。第二盤簧狀接觸靴IO2被固定側(cè)接觸部分32從外部壓縮，且投影到垂直于圓周 方向的面部上的第二盤簧狀接觸靴IO2的截面從自然圓形變成接近橢圓形，如圖10所示。 然而，由于盤簧狀接觸靴IO2是上述的盤簧狀(螺旋體狀)，實(shí)際變形過程變得更為復(fù)雜。也 就是說，在垂直于可移動(dòng)導(dǎo)體4的運(yùn)動(dòng)的方向上的變形中，由于盤簧在圓周方向上后退得 比自然狀態(tài)下更多，因此變形可被吸收，這樣，由包括實(shí)際盤簧狀接觸靴的線材接收的應(yīng)力 與自然狀態(tài)沒有什么不同。但是在平行于可移動(dòng)導(dǎo)體4的運(yùn)動(dòng)的方向上的變形被線材的彈 性變形所吸收，從而應(yīng)力變大。也就是說，在上述的截面處，由變形引起的由側(cè)部分(在具 有小曲率的部分處)接收的應(yīng)力變成最大值，且由內(nèi)圓周的頂點(diǎn)(在具有大曲率的部分處) 接收的應(yīng)力變成最小值，具有低機(jī)械強(qiáng)度的接頭部分Il2被設(shè)置在第二盤簧狀接觸靴IO2的 內(nèi)圓周(在不滑動(dòng)可移動(dòng)導(dǎo)體4的側(cè)面)的頂點(diǎn)處。溝槽122接觸提供在底部部分處的兩個(gè)傾斜面部132處的第二盤簧狀接觸靴102。 每個(gè)傾斜面部132與可移動(dòng)導(dǎo)體4的滑動(dòng)方向之間的角度被設(shè)定成不小于25°且不大于 45°。通過如上所述地設(shè)置角度，可防止第二盤簧狀接觸靴IO2扭曲(旋轉(zhuǎn))且可維持從 傾斜面部132作用在第二盤簧狀接觸靴IO2的摩擦力。由此，可減少第二盤簧狀接觸靴IO2 的扭曲，且在截面上橢圓的長(zhǎng)軸被保持大致平行于中心軸，即可移動(dòng)導(dǎo)體4的滑動(dòng)方向。此外，圖9和10示出了第二盤簧狀接觸靴IO2，第二盤簧狀接觸靴IO2在插入可移動(dòng)導(dǎo)體4時(shí)會(huì)變形，但是關(guān)于第一盤簧狀接觸靴IO1，第一盤簧狀接觸靴IO1總是被可移動(dòng) 導(dǎo)體4從外部壓縮，其接頭狀態(tài)及其安裝狀態(tài)與上述相同。在環(huán)形溝槽122的底部部分中形成凹口 142以加載提供在可移動(dòng)導(dǎo)體4中的盤簧 狀接觸靴IO2的特征與第一實(shí)施例中的相同。也就是說，接頭部分Il2位于兩個(gè)接觸點(diǎn)的大 致中間點(diǎn)處的特征與第一實(shí)施例中的相同，在兩個(gè)接觸點(diǎn)處盤簧狀接觸靴IO2接觸環(huán)形溝 槽122的傾斜面部132。盤簧狀接觸靴由通過將金屬線形成為螺旋形狀而得到的螺旋彈簧制成且金屬線 的端部進(jìn)行頭部結(jié)合的特征與第一實(shí)施例中的相同。本實(shí)施例的端部操作和效果與第一實(shí)施例中的相同。在下文中，將描述盤簧狀接 觸靴的耐用性。如圖7所示，在使用本實(shí)施例的處于斷開狀態(tài)的盤簧狀接觸靴的開關(guān)的電極部分 處，可移動(dòng)導(dǎo)體4被存放在可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1中，可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1是可移動(dòng)側(cè)導(dǎo)體。 可移動(dòng)導(dǎo)體4通過驅(qū)動(dòng)力從外部被線性驅(qū)動(dòng)朝向固定側(cè)接觸部分32 (是固定側(cè)導(dǎo)體)，且被 插入到提供在固定側(cè)接觸部分32的內(nèi)圓周側(cè)處的圓柱狀中空體中，從而變成如圖8所示的 狀態(tài)。當(dāng)可移動(dòng)導(dǎo)體4被插入時(shí)，可能的是電流可在可移動(dòng)側(cè)接觸部分S1 (是可移動(dòng)側(cè)導(dǎo) 體)與固定側(cè)接觸部分32 (是固定側(cè)導(dǎo)體)之間流動(dòng)。也就是說，電流從可移動(dòng)側(cè)接觸部分
經(jīng)由盤簧狀接觸靴IO1流動(dòng)到可移動(dòng)導(dǎo)體4，接著從可移動(dòng)導(dǎo)體4經(jīng)由第二盤簧狀接觸靴 IO2流動(dòng)到固定側(cè)接觸部分32。當(dāng)可移動(dòng)導(dǎo)體4被插入時(shí)，第一和第二盤簧狀接觸靴IO1UO2由可移動(dòng)側(cè)接觸部分 32和固定側(cè)接觸部分32從外部被壓縮，且分別在可移動(dòng)導(dǎo)體4的空間中變成以10% 30% 被壓縮的狀態(tài)。關(guān)于從安裝在可移動(dòng)導(dǎo)體4中的盤簧狀接觸靴IO1UO2中的第一盤簧狀接 觸靴IO1的壓縮狀態(tài)，在可移動(dòng)導(dǎo)體4的斷開狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間幾乎不存在差異。但是， 關(guān)于第二盤簧狀接觸靴102，在從斷開狀態(tài)至閉合狀態(tài)的過渡過程中，從其由固定側(cè)接觸部 分S1滑出的時(shí)間開始到被插入到固定側(cè)接觸部分32的時(shí)間位置，第二盤簧狀接觸靴IO2處 在斷開狀態(tài)，且壓縮率變成0%。接著，當(dāng)?shù)诙P簧狀接觸靴IO2被插入到固定側(cè)接觸部分 中時(shí)32，由于第二盤簧狀接觸靴IO2被固定側(cè)接觸部分32壓縮，壓縮率變成10% 30%。 每次開關(guān)被斷開和閉合時(shí)，第二盤簧狀接觸靴IO2在斷開狀態(tài)的0%壓縮率與閉合狀態(tài)的 10% 30%壓縮率之間進(jìn)行循環(huán)，從而在第二盤簧狀接觸靴IO2的內(nèi)部周期性地產(chǎn)生應(yīng)力。如圖5所示，關(guān)于根據(jù)本實(shí)施例的盤簧狀接觸靴，按照與根據(jù)第一實(shí)施例的盤簧 狀接觸靴相同的方式，用于斷開和閉合的壽命可延長(zhǎng)約11倍以及可增加耐用性。顯而易見的是，在上述教導(dǎo)下可作出本發(fā)明的許多變形和變換。因此，應(yīng)當(dāng)理解的 是，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可按照以本文所具體描述之外的其它方式來實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種開關(guān)，包括可移動(dòng)側(cè)接觸部分；固定側(cè)接觸部分，所述固定側(cè)接觸部分設(shè)置成面向可移動(dòng)側(cè)接觸部分；滑動(dòng)地保持在可移動(dòng)側(cè)接觸部分中的可移動(dòng)導(dǎo)體，所述可移動(dòng)導(dǎo)體要自由插入到固定側(cè)接觸部分中；第一盤簧狀接觸靴，所述第一盤簧狀接觸靴被加載在位于可移動(dòng)側(cè)接觸部分的內(nèi)圓周處的環(huán)形溝槽中，所述第一盤簧狀接觸靴總是接觸可移動(dòng)導(dǎo)體并由可移動(dòng)導(dǎo)體壓縮；以及第二盤簧狀接觸靴，所述第二盤簧狀接觸靴被加載在位于固定側(cè)接觸部分的內(nèi)圓周處的環(huán)形溝槽中，當(dāng)可移動(dòng)導(dǎo)體被插入到固定側(cè)接觸部分中時(shí)，所述第二盤簧狀接觸靴與可移動(dòng)導(dǎo)體接觸并由可移動(dòng)導(dǎo)體壓縮；其中，第一盤簧狀接觸靴和第二盤簧狀接觸靴中的每個(gè)是通過將螺旋彈簧的兩端在接頭部分處結(jié)合而形成的環(huán)形，每個(gè)接頭部分位于相應(yīng)第一和第二環(huán)狀接觸靴的外圓周的頂點(diǎn)處，和第一和第二環(huán)狀接觸靴中的每個(gè)接觸在環(huán)形溝槽的底部部分兩側(cè)處形成的傾斜面部。
2.一種開關(guān)，包括 可移動(dòng)側(cè)接觸部分；固定側(cè)接觸部分，所述固定側(cè)接觸部分設(shè)置成面向可移動(dòng)側(cè)接觸部分； 滑動(dòng)地保持在可移動(dòng)側(cè)接觸部分中的可移動(dòng)導(dǎo)體，所述可移動(dòng)導(dǎo)體要自由插入到固定 側(cè)接觸部分中；第一盤簧狀接觸靴，所述第一盤簧狀接觸靴加載在形成于可移動(dòng)導(dǎo)體的外圓周處的 環(huán)形溝槽中，所述第一盤簧狀接觸靴總是接觸可移動(dòng)側(cè)接觸部分且由可移動(dòng)側(cè)接觸部分壓 縮；和第二盤簧狀接觸靴，所述第二盤簧狀接觸靴加載在形成于可移動(dòng)導(dǎo)體的外圓周處的另 一環(huán)形溝槽中，當(dāng)可移動(dòng)導(dǎo)體被插入到固定側(cè)接觸部分中時(shí)，所述第二盤簧狀接觸靴接觸 固定側(cè)接觸部分且由固定側(cè)接觸部分壓縮；其中，第一盤簧狀接觸靴和第二盤簧狀接觸靴中的每個(gè)是通過將螺旋彈簧的兩端在接 頭部分處結(jié)合而形成的環(huán)狀，每個(gè)接頭部分位于相應(yīng)第一和第二環(huán)狀接觸靴的內(nèi)圓周的頂點(diǎn)處，和 第一和第二環(huán)狀接觸靴中的每個(gè)接觸形成于環(huán)形溝槽的底部部分兩側(cè)處的傾斜面部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于每個(gè)傾斜面部相對(duì)于可移動(dòng)導(dǎo)體的滑動(dòng)方向被設(shè)置成在25° 45°的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于通過形成在環(huán)形溝槽的底部部分處的凹口，接頭部分不接觸環(huán)形溝槽的底部部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于 接頭部分通過頭部結(jié)合焊接而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于接頭部分位于在兩個(gè)傾斜面部的兩個(gè)接觸點(diǎn)的大致中間點(diǎn)處，其中第一和第二盤簧狀 接觸靴中的每個(gè)在傾斜面部處接觸環(huán)形溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)，其特征在于接頭部分通過激光焊接或電阻焊接而形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于 通過將金屬線形成為盤簧形狀來制成螺旋彈簧；且 金屬線的材料包括銅合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開關(guān)，其特征在于 銅合金包括氧化鋯鉻銅合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)，其特征在于第一盤簧狀接觸靴包括多個(gè)第一盤簧狀接觸靴；且第二盤簧狀接觸靴包括多個(gè)第二盤 簧狀接觸靴。
全文摘要
一種開關(guān)包括可移動(dòng)側(cè)接觸部分(31)、設(shè)置成面向可移動(dòng)側(cè)接觸部分(31)的固定側(cè)接觸部分(32)、滑動(dòng)地保持在可移動(dòng)側(cè)接觸部分(31)中且要被自由插入到固定側(cè)接觸部分(32)中的可移動(dòng)導(dǎo)體(4)、加載在形成于可移動(dòng)側(cè)接觸部分(31)的內(nèi)圓周處的環(huán)形溝槽(71)中的第一盤簧狀接觸靴(51)、以及加載在形成于固定側(cè)接觸部分(32)的內(nèi)圓周處的環(huán)形溝槽(71)中的第二盤簧狀接觸靴(52)。在此第一和第二盤簧狀接觸靴(51，52)中的每個(gè)是通過將螺旋彈簧的兩端結(jié)合而形成的環(huán)狀，每個(gè)接頭部分(62)位于相應(yīng)第一和第二環(huán)狀接觸靴(51，52)中的外圓周的頂點(diǎn)處，且第一和第二環(huán)狀接觸靴(51，52)中的每個(gè)接觸形成于環(huán)形溝槽(72)的底部部分兩側(cè)處的傾斜面部(82)。
文檔編號(hào)H01H1/44GK101901698SQ201010193328
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
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