CN102856086A - 切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种切换装置，包括外框(50)、工作轴(60)、移动接触件(10)、固定接触件(40)和缓冲件(20)。工作轴、固定接触件和缓冲件都设置在外框中，移动接触件设置于工作轴上。移动接触件与固定接触件接触或脱离，以改变切换装置的状态。缓冲件可沿切换方向与移动接触件彼此摩擦接触，防止移动接触件朝向固定接触件移动。这种切换装置，缓冲件与移动接触件之间的摩擦力限制移动接触件的回弹，在不增加切换装置体积的情况下，仍然能保持移动接触件与固定接触件之间的安全距离；移动接触件与缓冲件插接时的相对摩擦，可以清除接触表面吸附的金属粒子，保持移动接触件与固定接触件的良好接触。

Description

切换装置

技术领域

本发明涉及一种切换装置，尤其涉及一种使用了移动接触件缓冲机构的切换装置。

背景技术

切换装置通常包括一个移动接触件和与移动接触件相匹配的固定接触件，通过移动接触件和固定接触件之间的接触和断开实现切换装置不同状态的切换。当切换装置的移动接触件与固定接触件断开接触后，移动接触件可能朝向固定接触件回弹运动，缩小了移动接触件和固定接触件之间的间距，当移动接触件和固定接触件之间的间距小于空气击穿距离时，它们之间将产生难以熄灭的电弧，给切换装置的使用带来安全隐患。同时，移动接触件和固定接触件之间产生的电弧将产生大量的热，使得处于电弧区域内的所有金属都受热而蒸发出一定数量的金属粒子，这些金属粒子部分吸附在移动接触件上，使得移动接触件和固定接触件之间的摩擦力增加且接触电阻变大，由此导致移动接触件和固定接触件之间产生大量的热，容易烧毁切换装置。

现有切换装置都是通过增加整个装置的体积来增加移动接触件与固定接触件断开后，它们之间的间距，即使移动接触件出现回弹运动，也使得移动接触件和固定接触件之间的距离始终大于空气击穿距离。为了减少金属粒子对移动接触件和固定接触件的影响，现有切换装置都尽量减少电弧的存在时间，且在切换装置内部增设复杂的冷却机构来迅速冷却移动接触件和固定接触件，以减少金属粒子的数量，同时引导金属粒子远离移动接触件。

发明内容

本发明的目的是提供一种切换装置，不增加现有切换装置的体积，在移动接触件和固定接触件脱离接触后，避免移动接触件出现回弹运动。

本发明提供了一种切换装置，包括一个外框、一个工作轴、一个移动接触件、一个固定接触件和一个缓冲件。工作轴、固定接触件和缓冲件都设置在外框中，移动接触件设置于工作轴上。移动接触件的自由端可沿切换方向与切换装置的固定接触件接触或脱离，以改变切换装置的状态。缓冲件可沿切换方向与移动接触件彼此摩擦接触，以阻碍移动接触件朝向固定接触件移动。使用切换装置，保证移动接触件与固定接触件断开连接后，缓冲件与移动接触件之间的摩擦阻力限制移动接触件朝向固定接触件的位置回弹，在不增加切换装置体积的情况下，仍然能保持移动接触件与固定接触件之间的安全距离；移动接触件与缓冲件插接时的相对摩擦，可以清除接触表面吸附的金属粒子，使得移动接触件始终保持与固定接触件的良好接触，避免它们之间接触电阻的增加。

在切换装置的再一种示意性的实施方式中，缓冲件可与移动接触件彼此插接。

在切换装置的再一种示意性的实施方式中，切换装置为双断点结构，移动接触件设有两个自由端，切换装置具有两个可与自由端接触的固定接触件和两个可与自由端接触的缓冲件。使用上述结构，增加了移动接触件与固定接触件之间的开距。

在切换装置的又一种示意性的实施方式中，移动接触件是贯穿于工作轴的两块平行铜板。

在切换装置的另一种示意性的实施方式中，移动接触件具有两个相间设置的接触板，且缓冲件具有一个可插入接触板间隙中的凸块。

在切换装置的又一种示意性的实施方式中，移动接触件具有两个相间设置的接触板，且缓冲件具有一个U形件，U形件的连接端可插入接触板的间隙中。

在切换装置的又一种示意性的实施方式中，移动接触件具有一个接触板，且缓冲件具有一个夹持件，夹持件的两个自由端可分别抵压在接触板上。

在切换装置的又一种示意性的实施方式中，缓冲件的接触面为粗糙表面。上述结构，增加了移动接触件与缓冲件之间的摩擦力，以增加缓冲件对移动接触件表面的金属粒子的清理能力。

在切换装置的又一种示意性的实施方式中，缓冲件为导磁材料，且沿切换方向上，缓冲件与固定接触件之间设有至少一个由导磁材料制成的电弧片。使用切换装置，减少了电弧的弧根停留在移动接触件上的时间，且加速了电弧的熄灭。

在切换装置的又一种示意性的实施方式中，沿切换方向上，缓冲件与固定接触件之间设有四个电弧片。

在切换装置的又一种示意性的实施方式中，缓冲件和电弧片由铁质材料制备而成。使用切换装置的缓冲机构，改善电弧产生的最小电流和最小电压，从而增加电弧燃烧难度，并使电弧易熄灭。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是切换装置一种示意性实施方式的立体结构示意图。

图2显示了移动接触件与缓冲件的一种结构的局部结构示意图。

图3是移动接触件与缓冲件另一种结构的局部示意图。

图4是移动接触件与缓冲件又一种结构的局部示意图。

图5和图6用于说明切换装置的缓冲机构的运动过程。

图7显示了切换装置中电弧沿电弧片和缓冲件传导的示意图。

标号说明

10移动接触件

112，212、312接触板

20缓冲件

122凸块

222U形件

322夹持件

30电弧片

40固定接触件

50外框

60工作轴

70电弧

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对切换装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在表示各实施例的附图中，相同的后两位数字表示结构相同或结构相似但功能相同的部件，而百位上的数字则用于代表不同的实施例。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

如图1所示，切换装置设有一个外框50，工作轴60安装在外框50上，工作轴60上设一个移动接触件10，当工作轴60沿中箭头图示的方向转动时，移动接触件10可随之与切换装置的固定接触件40接触或脱离，以实现切换装置的状态切换。

切换装置是双断点结构，它包括一个移动接触件10、两个固定接触件40和两个缓冲件20。移动接触件10是贯穿于工作轴60中的两块平行铜板，移动接触件10的两个自由端可分别与固定连接件40接触。缓冲件20设置在切换装置的外框50中。移动接触件10可随工作轴60沿箭头图示的方向转动，实现与缓冲件20的插接或脱离。当移动接触件10与缓冲件20插接时，它们之间产生摩擦阻力，阻碍移动接触件10朝向固定接触件40移动，有效地避免了切换装置处于断开状态后，移动接触件10与固定接触件40重新接触而导致的安全事故，或者移动接触件10朝向固定接触件40移动，使得它们之间的间距小于空气击穿距离而产生电弧。虽然在图示的实施方式中，缓冲件和移动接触件通过插接的方式接触，但也可以是移动接触件只有一个铜板，移动接触件与缓冲件之间通过搭接的方式接触，但移动接触件与缓冲件之间需要产生足够的摩擦。

缓冲件20的设置可以保证移动接触件10与固定接触件40断开连接后，缓冲件20与移动接触件10之间的摩擦阻力限制移动接触件10朝向固定接触件40的位置回弹。采用这种缓冲机构后，在不增加切换装置体积的情况下，仍然能保持移动接触件10与固定接触件40之间的安全距离。

在切换装置的缓冲机构中，移动接触件10与缓冲件20插接时的相对摩擦，可以清除接触表面吸附的金属粒子，使得移动接触件10始终保持与固定接触件40的良好接触，避免它们之间接触电阻的增加。

为了增加移动接触件10与固定接触件40之间的开距，在图1所示的具体实施方式中设置了一个移动接触件10的双断点结构，相应的设置了两个与之对应的缓冲件20。两个移动接触件10可沿图示的切换方向分别插接在缓冲件20中，使得移动接触件10分别与于缓冲件20产生摩擦，进而阻碍移动接触件10沿图示切换方向的运动。但使用中可以根据需要只设置一个移动接触件的单断点结构，即移动连接件只有一个自由端与固定连接件接触，相应地也只设置一个缓冲件；还可以增加移动接触件和与之匹配的缓冲件的数量，以减小移动接触件与固定接触件之间的导通电阻。

为了进一步增加移动接触件部10与缓冲件20之间的摩擦力，以及提高缓冲件20对移动接触件10表面吸附金属粒子的清理能力，可以提高缓冲件20接触表面的粗糙度。

图2至图4显示了移动接触件与缓冲件三种不同的结构。如图2所示，移动接触件具有两个相间设置的接触板112，缓冲件20具有一个凸块122，凸块122可以插入两个相间设置的接触板112之间，以实现缓冲件与移动接触件的摩擦插接。

在图3所示的结构中，移动接触件具有两个相间设置的接触板212，缓冲件具有一个U形件222，U形件222的连接端可插入两个相间设置的接触板中，以实现缓冲件与移动接触件的摩擦插接。

在图4所示的结构中，移动接触件具有一个接触板312，缓冲部具有一个夹持件322，夹持件322的两个自由端可分别抵压在接触板312的两个接触表面上，以实现缓冲件与移动接触件的摩擦插接。

以上只示意性地列举了移动接触件和缓冲件的结构形式，它们还可以通过其他的结构形式实现接触部与缓冲部之间的摩擦插接。

图5和图6用于说明切换装置的运动过程。图5显示了切换装置处于接通状态的结构示意图，如图5所示，移动接触件10的与固定连接件40接触。当需要改变切换装置的到关断状态时，沿图示的切换方向逆时针旋转工作轴60，使其带动移动接触件10转动，使之脱离与固定连接件40的接触。工作轴60在其驱动力的作用下继续带动移动接触件10沿图示的切换方向逆时针转动至图6所示位置。

如图6所示，移动接触件10与缓冲件20接触，移动接触件10需要克服缓冲件20的摩擦阻力才能继续转动，在摩擦力的作用下移动接触件10停止转动并锁定移动接触件10在外框50中的位置，在没有外力干预的情况下，移动接触件10无法克服缓冲件20的摩擦力朝固定接触件40转动。

另外，如图1所示，切换装置的缓冲机构还可以包括两组由导磁材料制成的电弧片30，它们沿图示的切换方向上，分别间隔设置在缓冲件20与固定接触件40之间，且缓冲件20也由导电材料制成。当移动接触件10与固定接触件40脱离接触时，移动接触件10与固定接触件40之间产生电弧。由于设置了导磁的电弧片30和缓冲件20，当电弧产生时，电弧片30和缓冲件20处会产生磁场而吸引电弧。虽然在图1所示的实施方式中，每组电弧片30为四个，但它可以是一片或多于一片电弧片30，只要能起到间隔缓冲件20与固定接触件40即可。

当移动接触件10与固定接触件40分离的瞬间，它们之间产生电弧，弧根分别位于移动接触件10和固定接触件40的触头上，随着移动接触件10的移动，电弧被拉长，当移动接触件10插入缓冲件20后，位于移动接触件10触头上的电弧弧根瞬间移动到缓冲件20上，图7显示了切换装置的缓冲机构中电弧沿电弧片和缓冲件传导的示意图，如图所示，在磁场的吸引下，图中虚线所示的电弧70沿间隔排列的电弧片30传递，并电弧的弧根最终引导在缓冲件20上，避免因电弧与移动接触件10直接接触，而损失移动接触件12接触表面涂敷的导电贵金属损失，进而增大移动接触件10与固定接触件40之间的导通电阻；同时电弧片30和缓冲件20可以将电弧通过时产生的热量迅速散失，从而加速电弧的熄灭，可以通过改变电弧片的数量来调节对电弧热量的散失速度。

在切换装置一种示意性实施方式中，电弧片和缓冲件为铁质材料。但电弧片和缓冲件也可分别采用其他不同的导磁材料，以改善电弧产生的最小电流和最小电压，从而增加电弧燃烧难度，且导磁材料对电弧有引导作用，在缓冲件和电弧片的共同作用下，使电弧远离移动接触件和固定接触件的触头区域，同时电弧被拉长，冷却，使电弧更易熄灭。

本发明提供了一种切换装置，包括外框(50)、工作轴(60)、移动接触件(10)、固定接触件(40)和缓冲件(20)。工作轴、固定接触件和缓冲件都设置在外框中，移动接触件设置于工作轴上。移动接触件与固定接触件接触或脱离，以改变切换装置的状态。缓冲件可沿切换方向与移动接触件彼此摩擦接触，防止移动接触件朝向固定接触件移动。这种切换装置，缓冲件与移动接触件之间的摩擦力限制移动接触件的回弹，在不增加切换装置体积的情况下，仍然能保持移动接触件与固定接触件之间的安全距离；移动接触件与缓冲件插接时的相对摩擦，可以清除接触表面吸附的金属粒子，保持移动接触件与固定接触件的良好接触。

在本文中，“U形”仅用于表示相关部分之间的形状，而非限定它们的绝对几何形状，它也可以包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用该产品时允许的误差。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.切换装置，包括：

一个外框(50)，

一个设置于所述外框(50)中的工作轴(60)，

一个设置于所述工作轴(60)上的移动接触件(10)，和

一个设置于所述外框(50)中的固定接触件(40)，

所述移动接触件(10)的自由端可沿切换方向与所述切换装置的固定接触件(40)接触或脱离，以改变所述切换装置的状态，

其特征在于，所述切换装置还包括一个固设于所述外框(50)中的缓冲件(20)，所述缓冲件可沿所述切换方向与所述移动接触件(10)彼此摩擦接触，以阻止所述移动接触件(10)朝向所述固定接触件(40)移动。

2.如权利要求1所述的切换装置，其中所述缓冲件(20)可与所述移动接触件(10)彼此插接。

3.如权利要求1所述的切换装置，其中所述切换装置为双断点结构，

所述移动接触件(10)设有两个自由端，

所述切换装置具有两个可与所述自由端接触的所述固定接触件(40)，和

所述切换装置具有两个可与所述自由端接触的所述缓冲件(20)。

4.如权利要求1所述的切换装置，其中所述移动接触件(10)是贯穿于所述工作轴(60)的两块平行铜板。

5.如权利要求1所述的切换装置，其中所述移动接触件具有两个相间设置的接触板(112)，且所述缓冲件具有一个可插入所述接触板间隙中的凸块(122)。

6.如权利要求1所述的切换装置，其中所述移动接触件具有两个相间设置的接触板(212)，且所述缓冲件具有一个U形件(222)，所述U形件的连接端可插入所述接触板的间隙中。

7.如权利要求1所述的切换装置，其中所述移动接触件具有一个接触板(312)，且所述缓冲件具有一个夹持件(322)，所述夹持件的两个自由端可分别抵压在所述接触板上。

8.如权利要求1所述的切换装置，其中所述缓冲件的接触面为粗糙表面。

9.如权利要求1所述的切换装置，其中所述缓冲件(20)为导磁材料，且沿所述切换方向上，所述缓冲件(20)与所述固定接触件(40)之间设有至少一个由导磁材料制成的电弧片(30)。

10.如权利要求9所述的切换装置，其中沿所述切换方向上，所述缓冲件(20)与所述固定接触件(40)之间设有四个电弧片(30)。

11.如权利要求9所述的切换装置，其中所述缓冲件(20)和所述电弧片(30)由铁质材料制备而成。

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