CN101728101A - 微型开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型开关，其具有很高的切断直流电的能力。在所述微型开关中，包括固定触点，活动触点，其具有接触所述固定触点的闭合位置或与所述固定触点分开的打开位置，活动触点杆，其用于支撑所述活动触点，推杆，其用于在被按压时对所述活动触点杆加压，以及片簧，其用于为所述活动触点杆提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置，永磁体，其安装在邻近所述活动触点和所述固定触点的位置处，以便在使所述活动触点与所述固定触点分开时延伸在所述活动触点与所述固定触点之间产生的弧，从而使所述弧能够快速消失。

Description

微型开关

相关申请

本公开涉及包含在于2008年10月23日提交的在先韩国专利申请第10-2008-0104444号的主题，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种微型开关，尤其涉及一种具有良好的打开直流电的触点的能力并能够快速消弧的微型开关。

背景技术

微型开关是一种将物理力转化为使电开关打开或关闭以便使内部触点打开或关闭的驱动力的紧凑型开关。这种微型开关被广泛用作产生表示在特定位置的机械装置的操作的电信号的源。此外，它允许触点被快速打开或关闭，因此它也能够用于控制供给至电力设备中使用的电力负载装置的电流。

典型地，在电力设备中使用的微型开关能够被打开或关闭从而传导或切断例如最大电压为250伏特(下文中表示为‘V’)且最大电流为16安培(下文中表示为‘A’)的直流电。

然而，在打开操作下，现有技术的微型开关在内置活动触点和固定触点(例如，常开触点或常闭触点)之间只具有短的分隔距离，并且也没有装备用于快速地消灭在打开操作时在活动触点和固定触点之间产生的电弧的任何构件。因此，现有技术微型开关可以被打开或关闭从而传导或切断例如250V的电压和0.3A的直流电。也就是说，可被传导或切断的直流电平急剧地下降。对于具有带正(+)值的周期(时间间隔)、零(0)电流的时间点和带负(-)值的周期(时间间隔)的交流电的周期来说，微型开关在电流变为零(0)的时间点被切断(打开)，以便切断(阻止)相对较大的交流电。然而，直流电不具有零点，因此可以通过切断微型开关而被切断的直流电的量可以急剧地下降。

与此相反，电力设备的断路器使用电动机作为对其内部解扣弹簧进行储能(charge)的驱动源。此处，在构造包括所述电动机和用于控制电动机的驱动/停止的磁接触器的控制电路情况中，这种构造需要能够切断例如具有高于250V电压和1.0A的电流的直流电的微型开关。

然而，现有技术的微型开关所具有的活动触点和固定触点之间的分开距离太短(例如，约1毫米)，从而只切断少量的直流电。结果，微型开关不适于用于控制安装在电力设备中的电动机的操作。

此外，由于现有技术微型开关没有装备快速消灭当活动触点与固定触点分开时在活动触点和固定触点之间产生的电弧的构件，它不能够有效地切断大直流电。因此，当产生大直流电时，布置在微型开关的后侧的电动机以及微型开关可能被损坏。此外，不能够对断路器的解扣弹簧进行储能，从而可能不能操作断路器。

发明内容

因此，为了解决现有技术中的这些问题，本发明的目的是提供一种由于具有很高的切断大直流电的能力而能够应用于电力设备的微型开关。

本发明的另一个目的是提供一种能够应用于电力设备的微型开关，所述微型开关通过增加布置在微型开关中的活动触点和固定触点(常开触点或常闭触点)之间的打开距离而具有很高的切断大直流电的能力。

为了实现这些和其它优点并依照本发明的目的，如在此实施和广泛说明的，提供了一种微型开关，其包括固定触点，活动触点，其具有接触固定触点的闭合位置和与固定触点分开的打开位置，活动触点杆，其用于支撑活动触点，推杆，其用于在被按压时对活动触点杆加压，以及片簧，其用于为活动触点杆提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置，所述微型开关包括安装在邻近活动触点和固定触点的位置处的永磁体。

在本发明的另一个方案中，提供了一种微型开关，其包括具有触点的常闭端子杆，活动触点，其具有接触常闭端子杆的触点的闭合位置和与常闭端子杆的触点分开的位置，活动触点杆，其用于支撑活动触点，推杆，其用于在被按压时对所述活动触点杆加压，以及片簧，其用于为活动触点杆提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置，所述微型开关包括：永磁体，其安装在邻近活动触点和常闭端子杆的触点的位置处；以及停止器，其被构造为当活动触点与常闭端子杆的触点分开时限制活动触点的运动，其中停止器被构造为没有突出触点的平板构件。

当与附图相结合时，本发明的上述和其它目的、特征、方案和优点将从下文对本发明的详细说明中变得显而易见。

附图说明

所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解并构成本说明书的一部分，附图描述本发明的实施例并与说明书的文字部分一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1为显示依照本发明的双端子式微型开关的内部结构的纵截面图；

图2为显示图1所示的微型开关的上侧外观的平面图；

图3为显示图1所示的微型开关的前侧外观的前视图；

图4为显示依照本发明的常闭式微型开关的内部结构的纵截面图；

图5为显示依照本发明的常开式微型开关的内部结构的纵截面图；

图6为显示依照本发明的双端子式微型开关的回路连线的电路图；

图7为显示依照本发明的常闭式微型开关的回路连线的电路图；以及

图8为显示依照本发明的常开式微型开关的回路连线的电路图。

具体实施方式

通过此处结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的目标以及本发明为实现目标的结构和操作效果将更清楚地得到理解。

如图所示，根据本发明的微型开关可以包括如图1所示的双端子式微型开关20，以及如图4所示的常闭式微型开关30或如图5所示的常开式微型开关40。

参考图1至5，根据本发明的微型开关20、30和40中的每一个通常可包括固定触点(即，常闭端子触点NCa或常开端子触点NOa)，活动触点4a，其具有与固定触点NCa或NOa接触的位置以及与固定触点NCa或NOa分开的位置，活动触点杆4，其用于支撑活动触点4a，推杆5(称为按钮)，其用于在被按压时对活动触点杆4加压，以及片簧7，其用于为活动触点杆4提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置。

根据本发明的微型开关20、30和40中的每一个可以进一步包括外壳1，其用作容纳元件的封闭体，具有将所述元件保持在它们的校准位置而不产生运动的容纳凹槽，并提供对外部的电绝缘。为了组装和拆卸元件，外壳1的构造使得两个封闭件彼此组装为一组。在外壳1的两个对角位置处都形成了用于连接或分离两个封闭件的连接螺钉孔2。常闭端子触点NCa和常开端子触点NOa是例如以焊接的方式分别连接到都位于外壳1中的常闭端子NC或常开端子NO的端部的触点。暴露在外壳1的外部的常闭端子NC和常开端子NO的至少一个的一部分，可以连接到用于将切换信号传递到外部的信号线(未示出)。

通常设置在根据本发明的微型开关20、30和40的每一个中的致动器6可以从外壳1突出，并构造为接收用于使触点打开或关闭的外部物理(驱动)力。

致动器6可以包括延伸以便向外突出的自由端，以及固定到外壳1内的另一个端部。推杆5可以布置在致动器6的自由端部的下方，以便致动器6的自由端部与施加到其上的外力一起按压推杆5。

片簧7具有固定到下文将要说明的公共端子COM的一个端部，以便由此被支撑。片簧7也可以包括从固定到活动触点杆4的一个端部和另一个端部延伸通过活动触点杆4的一部分。

锚固件(anchor)8可包括连接到活动触点杆4并支撑活动触点杆4的一部分，以及固定端部。锚固件8的布置可以使得支撑活动触点杆4的部分朝向推杆5。因此，当推杆5被按压时，活动触点杆4被按压并与锚固件8一起运动。

更具体地说，例如，如图5所示，当推杆5被按压时，锚固件8以固定端部为中心在逆时针方向上旋转。这样，一旦推杆5被按压，活动触点杆4，例如，图5中的其左端部向下运动，以便按压片簧7的左端部。因此，片簧7的右端部，即连接到活动触点4a的端部也同时被将片簧7保持在其初始状态上的恢复力带动向下运动。

根据本发明的微型开关20、30和40中的每一个可以包括公共端子COM。公共端子COM可以经由导线电连接到电源侧(未示出)。

微型开关20、30和40中的每一个可以包括作为特征元件的永磁体10，其安装到邻近活动触点4a和固定触点(即，常闭端子触点NCa或常开端子触点NOa)的位置。在根据发明的微型开关20、30和40的结构中，当活动触点4a与固定触点(即，常闭端子触点NCa)分开时，永磁体10的功能使得在活动触点4a与常闭端子触点NCa之间产生的电弧被永磁体10吸收和分散，从而快速地消弧。更具体地说，假定在水平方向上的永磁体10的左侧是N极而其右侧是S极，围绕永磁体10产生大量从N极流向S极的磁通量。所述磁通量作用使得在活动触点4a与常闭端子触点NCa之间产生的电弧被广泛地分散并且弧阻增加，从而快速地消弧。因此，微型开关20、30或40可以具有很强的切断直流电的能力。从检测结果检验出根据本发明的微型开关(见不同的实施例20、30或40)可以切断具有高于250V的电压和高于1.0A的电流的直流电。因此，从测试结果确认了根据本发明的微型开关20、30或40具有的直流电切断能力比能够切断0.3A直流电的常规微型开关高出三倍多。

同时，如图4和5所示，根据本发明的微型开关(即图4中的30和图5中的40)中的每一个可以包括具有常闭端子触点NCa的常闭端子杆NC，活动触点4a，其具有与固定触点(即，常闭端子触点NCa)接触的闭合位置及与固定触点(即，常闭端子触点NCa)分开的打开位置，以及活动触点杆4，其用于支撑活动触点4a。根据本发明的微型开关(即图4中的30和图5中的40)可以进一步包括推杆5，其用于在被按压时按压活动触点杆4，以及片簧7，其用于在被按压时为活动触点杆4提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置。根据本发明的微型开关(即图4中的30和图5中的40)可以进一步包括永磁体10，其安装在邻近活动触点4a和固定触点(即，常闭端子触点NCa)的位置处，以及停止器，其用于当活动触点4a与固定触点(即，常闭端子触点NCa)分开时，限制活动触点4a的运动。

停止器可被构造为具有的长度不同于常闭端子杆NC的长度的端子杆(见图4和图5中的附图标记NO)。在优选实施例中，更具体地说，停止器可被构造为常开端子杆NO。优选地，停止器可被构造为没有突出触点的平板构件。停止器可被构造为长度小于常闭端子杆NC。由于停止器被构造为常开端子杆NO，停止器不被用于将信号传送到外部的端子，因而不需要与外部信号线相连。因此，停止器被构造为长度小于外部信号线连接到其上的常闭端子杆NC，结果使两个杆彼此相区分，从而避免信号线的错误布线。

微型开关(即图4中的30和图5中的40)可以进一步包括用于支撑永磁体10以防止其分离的支撑构件9。优选地，为了避免永磁体10的分离，支撑构件9可以具有带有用于避免分离的抬起部的与字母“E”或数字“3”相似的形状。永磁体10与支撑构件9压配合使得永磁体10能够被支撑从而防止由抬起部引起的分离。支撑构件9在纵向上在常闭端子杆NC和常开端子杆NO之间被抬起，然后为了安装被压配合。

图4中所示的微型开关是常闭式微型开关30。活动触点杆4的活动触点4a通常位于它与常闭端子杆NC接触的位置，常闭端子杆NC与常开端子杆NO的区别在于其被构造为比常开端子杆NO长。因此，经由公共端子COM的电源侧电连接到经由信号线(未示出)连接到常闭端子杆NC的负载装置或驱动源(例如灯、电动机等)，从而构造闭合电路。也就是说，从电源侧经由公共端子COM引入的电流经由信号线流向灯或电动机，流过活动触点杆4和常闭式微型开关30的常闭端子杆NC。

图5中所示的微型开关是常开式微型开关40。活动触点杆4的活动触点4a通常位于其与常开端子杆NO接触的位置，常开端子杆NO与常闭端子杆NC的区别在于其被构造为比常闭端子杆NC短。因此，经由公共端子COM的电源侧通常与经由信号线(未示出)连接到常闭端子杆NC的负载装置或驱动源(例如灯、电动机等)断开电连接，从而允许电路打开。也就是说，从电源侧经由公共端子COM引入的电流仅流向常开端子杆NO。之后，由于没有连接任何信号线，电流不流向外部负载装置或驱动源，例如灯或电动机。

同时，如图1至3所示的微型开关是双端子式微型开关20。双端子式微型开关20包括常闭端子杆NC，其具有作为固定触点的常闭端子触点NCa，常开端子杆NO，其具有作为固定触点的常开端子触点NOa，活动触点4a，其具有与常闭端子杆NC的固定触点(即常闭端子触点NCa)接触的闭合位置或与固定触点(即，常开端子触点NOa)接触的打开位置，活动触点杆4，其用于支撑活动触点4a，推杆5，其用于在被按压时对活动触点杆4加压，以及片簧7，其用于为活动触点杆4提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置。双端子式微型开关20进一步包括永磁体10，其安装在邻近活动触点4a和固定触点(即常闭端子触点NCa)的位置处。

图1中所示的微型开关20包括用于支撑永磁体10以防止其分离的支撑构件9。优选地，为了避免永磁体10的分离，支撑构件9可以具有带有用于避免分离的抬起部的与字母“E”或数字“3”相似的形状。永磁体10与支撑构件9压配合使得永磁体10能够被支撑从而防止由抬起部引起的分离。支撑构件9在纵向上在常闭端子杆NC和常开端子杆NO之间被抬起，然后为了安装被压配合。

将结合图1至5的结构图以及图6至8的电路图对具有根据本发明的这种结构的微型开关20、30和40的操作和操作效果进行说明。

首先，将结合图1至3和图6对根据本发明的双端子式微型开关20的操作和操作效果进行说明。

通常，即在推杆5不是被致动器6按压的情况下，活动触点杆4的活动触点4a位于其接触常闭端子杆NC的常闭端子触点NCa的位置处。因此，从电源侧经由公共端子COM引入的电流经由连接到公共端子COM的活动触点杆4流向活动触点4a，然后流向常闭端子触点NCa和常闭端子杆NC。所述电流然后流向经由信号线(未示出)连接到常闭端子杆NC的负载装置或驱动源，例如灯或电动机。如图6的电路图所示，由于到公共端子COM已与常闭端子杆NC电连接，因此能够获得所述电流。

同时，如果推杆5被致动器6物理性地按压，活动触点杆4被按压并与锚固件8一起向下运动。更具体地说，例如，如图1所示，当推杆5被按压时锚固件8以固定端部为中心在逆时针方向上旋转。一但推杆5被按压，例如，如图1所示，活动触点杆4的左端部与锚固件8一起向下运动，从而按压片簧7的左端部。与片簧7的左端部的变形相结合，片簧7的右端部，即连接到活动触点4a的端部也同时被将片簧7保持在其初始状态上的恢复力带动向下运动。因此，活动触点杆4的活动触点4a与常开端子杆NO的常开端子触点NOa接触。根据本发明的微型开关20、30和40中的每一个包括公共端子COM。同样，由于没有信号线和负载装置或驱动源连接到常开端子杆NO，电流在常开端子杆NO处被切断，从而电路打开。此处，在经由公共端子COM的电源侧(未示出)和经由信号线的负载侧之间的电连接被阻断。此处，当活动触点4a与固定触点(即常闭端子触点NCa)分开时，永磁体10的作用使得在活动触点4a与常闭端子触点NCa之间产生的电弧被广泛地分散。从而快速地消弧。更具体地说，假定永磁体10的左侧是N极而其右侧是S极，围绕永磁体10产生从N极流向S极的大量的磁通量。所述磁通量作用使得在活动触点4a与常闭端子触点NCa之间产生的电弧被广泛地分散并且弧阻增加，从而可以快速地消弧。

现在将结合图4和7说明根据本发明的常闭式微型开关30的操作和操作效果。

通常，即，在推杆5没有被致动器6按压的状态中，活动触点杆4的活动触点4a位于它与常闭端子杆NC的常闭端子触点NCa接触的位置处。因此，从电源侧经由公共端子COM引入的电流经由连接到公共端子COM的活动触点杆4流向活动触点4a，然后流向常闭端子触点NCa和常闭端子杆NC。然后所述电流流向经由信号线(未示出)连接到常闭端子杆NC的负载装置或驱动源，例如灯或电动机。由于图7的电路图中所示的公共端子COM和常闭端子杆NC之间的电连接，所述电流是可获得的。

同时，如果推杆5被致动器6物理性地按压，活动触点杆4被按压并与锚固件8一起向下运动。更具体地说，例如，如图4所示，当推杆5被按下时锚固件8以固定端部为中心在逆时针方向上旋转。一但推杆5被按压，例如，如图1所示，活动触点杆4的左端部与锚固件8一起向下运动，从而按压片簧7的左端部。与片簧7的左端部的变形相结合，片簧7的右端部，即连接到活动触点4a的端部也同时被将片簧7保持在其初始状态上的恢复力带动向下运动。向下运动的活动触点杆4的活动触点4a与常开端子杆NO接触从而被相应地停止。

同样，由于没有信号线和负载装置或驱动源连接到常开端子杆NO，在常开端子杆NO处电流被切断，从而电路打开。因此，在经由公共端子COM的电源侧(未示出)和经由信号线的负载侧之间的电连接被阻断。此处，当活动触点4a与固定触点(即常闭端子触点NCa)分开时，永磁体10的作用使得在活动触点4a与常闭端子触点NCa之间产生的电弧被广泛地分散，从而快速地消弧。此外，在根据本发明的常闭式微型开关30中，由于常开端子杆NO没有触点，当活动触点4a与固定触点(即常闭端子触点NCa)分开时，两个触点之间的分开距离增加直至未设置的触点的高度。因此，根据本发明的两个触点之间的分开距离可以增加到大于现有技术中具有触点的常开端子杆NO的触点之间的分开距离的1.5倍。因此，直流电切断能力以及通过使用永磁体10获得的效果可以显著地增强。

将结合图5和8说明根据本发明的常开式微型开关40的操作和操作效果。

通常，即，在推杆5没有被致动器6按压的状态中，活动触点杆4的活动触点4a位于它与常开端子杆NO的常开端子触点NOa接触的位置处。因此，由于信号线和负载装置或驱动源，例如灯或电动机，没有连接到常开端子杆NO，从电源侧经由公共端子COM引入的电流没有在常开端子杆NO处流动。因此，如图8的电路图所示，由于没有提供导电通道，从公共端子COM流入的电流被切断。

同时，如果推杆5被致动器6物理性地按压，活动触点杆4被按压并与锚固件8一起向下运动。更具体地说，例如，如图5所示，当推杆5被按压时锚固件8以固定端部为中心在逆时针方向上旋转。一但推杆5被按压，例如，如图5所示，活动触点杆4的左端部与锚固件8一起向下运动，从而按压片簧7的左端部。此时，片簧7的右端部，即连接到活动触点4a的端部也同时被将片簧7保持在其初始状态上的恢复力带动向下运动。因此，向下运动的活动触点杆4的活动触点4a与常闭端子杆NC的常闭端子触点NCa接触，以便与经由信号线(未示出)连接的负载侧或驱动源侧(例如，灯或电动机等)一起构成闭合电路。因此，经由公共端子COM从电源侧引入的电流经由连接到公共端子COM的活动触点杆4流向活动触点4a。所述电流流经常闭端子触点NCa和常闭端子杆NC而流向经由信号线(未示出)连接到常闭端子杆NC的灯或电动机。

同时，当推杆5不再被致动器6物理性地按压时，锚固件8通过弹性恢复力以固定端部为中心在顺时针方向上旋转。因此，在图5中，活动触点杆4的左端部与锚固件8一起向上运动以便按压片簧7的左端部。然后，片簧7的右端部，即连接到活动触点4a的端部也被用于将片簧7保持在其初始状态的恢复力带动同时向上运动。因此，向上运动的活动触点杆4的活动触点4a与常开端子杆NO接触。因此，由于没有信号线或驱动源连接到常开端子杆NO，在常开端子杆NO处电流被切断，从而电路打开。此处，在经由公共端子COM的电源侧(未示出)和经由信号线的负载侧之间的电连接被阻断。此处，当活动触点4a与固定触点(即常闭端子触点NCa)分开时，永磁体10的作用使得在活动触点4a与常闭端子触点NCa之间产生的电弧被广泛地分散，从而快速地消弧。在根据本发明的常开式微型开关40中，由于常开端子杆NO不具有触点，当活动触点4a与固定触点(即常闭端子触点NCa)分开时，两个触点之间的分开距离增加直至未设置的触点的高度。因此，根据本发明的两个触点之间的分开距离可以增加到大于现有技术中具有触点的常开端子杆NO的触点之间的分开距离的1.5倍。因此，直流电切断能力以及通过使用永磁体10获得的效果可以显著地增强。

前述实施例和优点仅仅是示例性的而不应理解为限制本发明。本教导可以容易地应用于其他类型的装置。说明书旨在阐释而不是限制权利要求的范围。多种替换、改进和变化对于本领域的技术人员来说是显而易见的。在此描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以多种方式组合以获得附加和/或替换的示例性实施例。

因本发明的特征可以以多种形式实施而不背离其特性，还应理解的是上述实施例不被前述说明的任何细节所限制，除非另有说明，而应广义地理解为在附随的权利要求限定的范围内，因而落入权利要求的界限和范围的所有的变化和改进变更，或所述界限和范围的等同替换旨在被附随的权利要求所包括。

Claims (7)

1.一种微型开关，其包括固定触点，活动触点，其具有接触所述固定触点的位置和与所述固定触点分开的位置，活动触点杆，其用于支撑所述活动触点，推杆，其用于在被按压时对所述活动触点杆加压，以及片簧，其用于为所述活动触点杆提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置，所述微型开关包括：

永磁体，其安装在邻近所述活动触点和所述固定触点的位置处。

2.一种微型开关，其包括具有触点的常闭端子杆，活动触点，其具有接触所述常闭端子杆的所述触点的闭合位置和与所述常闭端子杆的所述触点分开的位置，活动触点杆，其用于支撑所述活动触点，推杆，其用于在被按压时对所述活动触点杆加压，以及片簧，其用于为所述活动触点杆提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置，所述微型开关包括：

永磁体，其安装在邻近所述活动触点和所述常闭端子杆的所述触点的位置处；以及

停止器，其被构造为当所述活动触点与所述常闭端子杆的触点分开时限制所述活动触点的运动。

3.如权利要求2所述的微型开关，其中所述停止器被构造为具有的长度不同于所述常闭端子杆的长度的端子杆。

4.如权利要求2所述的微型开关，其中所述停止器被构造为常开端子杆。

5.如权利要求2所述的微型开关，其中所述停止器被构造为没有突出触点的平板构件。

6.如权利要求2所述的微型开关，其中在所述推杆没有被按压的状态中所述停止器与所述活动触点接触，并被构造为具有的长度不同于常闭端子杆的长度的端子杆。

7.一种微型开关，其包括具有固定触点的常闭端子杆，具有固定触点的常开端子杆，活动触点，其具有接触所述常闭端子杆的所述固定触点的闭合位置或接触所述常开端子杆的所述固定触点的打开位置，活动触点杆，其用于支撑所述活动触点，推杆，其用于在被按压时对所述活动触点杆加压，以及片簧，其用于为所述活动触点杆提供驱动力以转换正在接触或分开的触点的位置，所述微型开关包括：

永磁体，其安装在邻近所述活动触点和所述固定触点的位置处。

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