CN110323106B - 可动弹片结构及其继电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可动弹片结构及其继电器，该可动弹片结构系供以相对一固定接点形成开、闭状态，包含一刚性弹片接触部、一软性弹片翘曲部、一软性弹片施力部及一可动接点。该软性弹片翘曲部与该刚性弹片接触部连接设置，并与该刚性弹片接触部形成有一第一形变缝隙，且该刚性弹片接触部的硬度大于该软性弹片翘曲部。该软性弹片施力部位于该软性弹片翘曲部，该可动接点设于该刚性弹片接触部。其中，当该软性弹片施力部受力驱动，而使该可动接点与该固定接点形成闭合状态时，该软性弹片翘曲部相对该刚性弹片接触部产生形变，以消除电弧现象。

Description

可动弹片结构及其继电器

技术领域

本发明涉及继电器的技术领域，特别涉及一种可消除电弧并具良好导通接触性的可动弹片结构及其继电器。

背景技术

在科技发达的现在，人类已发明各种电子设备以辅佐人类生活或直接取代人力作业，尤其是在自动控制的范畴中，以电子机械等装置取代人力操作而达成目标工作。其中，在自动控制系统中应用最广泛的电子元件为继电器，其系操控较小的电流电路系统，通过其开通或闭合的方式，即继电器的常开或闭开状态去控制另一个电路系统。又依照不同的作动模式而区分成不同种类的继电器，例如：电磁式继电器、固态继电器等等，使用者能依照各式继电器的优缺点，加以应用于不同的自动控制设备中。其中，较常见的电磁式继电器，其凭借小电流电路接通后，通过其所设置的电磁装置随即产生的电磁效应，即利用小电路接通后所形成的电磁力，接续连带继电器中的可动接头接触其中的固定接头，而使得与接头装置所电性连接的另一个被控制的电路系统导通，因此，被控制的电路系统因而开通；反之也然。

然而，当被继电器操控的电路系统开通时，也就是可动接头与固定接头之间相互接合的瞬间，在两个接头间相互接触而导通的瞬间会引起电弧；或是当接头装置呈现闭合状态时，因其传输的电流方向相异而产生相互排斥力，进而导致接头装置不再贴合而引起电弧。此异常放电会造成两个接头装置的毁损，使得被控制的电路接触不良而造成断路，且更减短继电器的使用寿命。或更甚的，此瞬间的高能量会造成控制电路与被控制的电路损毁，进而伤害及继电器本身、以及其中被控制电路中所电性连接的负载，而造成重大损失。并且，若被控制的电路系传输高电流时，其中所引起的电弧能量会更大，而造成更加严重的损害。

因此，后续有许多学者与业者纷纷提出改善方法，例如：在两个接头间填充特定气体以吸收电弧，但却需要增加继电器的成本以及限制其使用环境。或于另一种改善设计，是通过另外设置于两个接头旁的永久磁铁，利用其外加磁场加以缓和电弧。但是，当控制电路与被控制的电路都接通时，永久磁铁仍施加磁场于两接头上而造成干扰。现行的继电器仍无法在制程考量得宜下有效地消除电弧现象，而造成其使用效率低下，且更大幅缩短继电器的使用寿命。

有鉴于此，本发明团队感其现今作法未臻完善而竭其心智苦心思索，并凭其从事该项研究多年的经验累积，终而提出一种可动弹片结构及其继电器，以期改善上述现有技术的缺失。如此，当继电器切换成常开或常闭的状态时，即继电器中的可动接头与固定接头的开、闭时，系能大幅降低电弧现象且提升接头间接合的稳固度，进而增加继电器的使用寿命及其运作效能。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的旨在提供一种可动弹片结构及其继电器，如此避免电弧的发生，进而增进继电器的使用寿命与效能。

为达上述目的，本发明提出一种可动弹片结构，供以应用于继电器中，以相对一固定接点形成开、闭状态，且该可动弹片结构包含一刚性弹片接触部、一软性弹片翘曲部、一软性弹片施力部及一可动接点。其中，该软性弹片翘曲部与该刚性弹片接触部连接设置，并与该刚性弹片接触部形成有一第一形变缝隙，且该刚性弹片接触部的硬度大于该软性弹片翘曲部。并且，该软性弹片施力部位于该软性弹片翘曲部，且该可动接点设于该刚性弹片接触部。其中，当该软性弹片施力部受力驱动，而使该可动接点与该固定接点形成闭合状态时，该软性弹片翘曲部相对该刚性弹片接触部产生形变。如此一来，该可动弹片结构系能通过该软性弹片翘曲部承受大部分的形变，而使得该刚性弹片接触部维持原本的状态以稳固该可动接点。其中，特别当该可动接点及该固定接点在接合时，系能加强该可动接点与该固定接点的接触平稳性，并且消灭其中所产生的电弧现象，进而增加继电器的使用效能并延长其使用寿命。

更进一步，该刚性弹片接触部由一板体叠设于部分的该软性弹片翘曲部而形成，且该板体的硬度大于该软性弹片翘曲部的硬度。如此加强该刚性弹片接触部的硬度，以减少其的形变量，并且利于生产制造作业，且能更加提升该可动接点与该固定接点于闭合时的稳固性。

此外，该可动弹片结构更包含一第二形变缝隙，其位于该刚性弹片接触部并邻近该可动接点设置，以提供该可动弹片结构被驱动时其可形变空间以稳固该可动接点。

更进一步，该第二形变缝隙为弧形并与该第一形变缝隙连通，且环绕该可动接点。如此，系能大幅增加该可动弹片结构在驱动时的可形变空间，尤其是当继电器应用于高电流或高电压电路系统时，系以提供其具有更大的可形变范围，进而更加稳固该可动接点。

或于另一实施态样中，该第二形变缝隙为弧形并不与该第一形变缝隙连通，且环绕该可动接点。如此一来，通过该第二形变缝隙可针对该刚性弹片接触部增加其形变弹性空间，以使得该可动接点与该固定接点在开、闭状态时更加稳固。

并且，该可动弹片结构更包含一连接部，与该软性弹片翘曲部连接设置，且该连接部的硬度小于该刚性弹片接触部并为L形。因此，通过该连接部系能缓冲该可动弹片结构所受的驱动力，并且增加该软性弹片翘曲部的形变量空间，进而提升该可动接点及该固定接点于开、闭状态时的稳固性。

本发明也提出设有至少一该可动弹片结构的一种继电器，包含一底座、至少一电磁结构及至少一推动组件。其中，该底座系供以设置该可动弹片结构及至少一固定接点，且该电磁结构设于该底座并对应该可动弹片结构设置。另外，该推动组件一端连接设于该软性弹片施力部。如此，利用该电磁结构通电后的电磁效应，磁吸驱动使该可动接点与该固定接点形成开、闭状态。因此，通过该可动弹片结构具弹性形变空间及其接点稳固设置的特性，系能消除该可动接点与该固定接点于开或闭时所产生的电弧现象，以保护接点装置及其所电性连接的电路系统，且更提升该继电器的使用效能并延长其寿命。

并且，该继电器更包含一固定件，其设于该底座且其一端连接该可动弹片结构，以供与该可动弹片结构导通时具有相反方向的电流，进而产生平行推向该可动接点的电磁力，以供抵销该可动接点与该固定接点间的电磁排斥力，而增加该可动接点与该固定接点间的稳固性。如此，当该可动接点与该固定接点系呈为闭合状态时，流经该可动弹片结构与该固定件的电流是反向而在彼此间产生斥力，进而推动该可动弹片结构，使得该可动接点与该固定接点的贴合状态更加稳固。

接续，当该可动弹片结构为复数设置时，该底座更包含至少一间隔片，供以分隔任意两个相邻设置的该可动弹片结构。如此，该间隔片可减少相邻的所述的这些可动接点与所述的这些固定接点开或闭时所产生的电弧，且更能避免上述装置的相邻电磁场的相互干扰。

综上所述，本发明所提出的可动弹片结构及其继电器，系通过该可动弹片结构的不同硬度设计，即凭借该可动弹片结构同时兼具的可挠性与刚性，使得其产生部分形变以稳固该可动接点，如此消灭该可动接点与该固定接点闭合或开合时所产生的电弧。更进一步，该可动弹片结构更能加强上述接点装置于闭合时的稳固性，尤其系当该继电器应用在高电压或高电流时，凭借电弧现象的消灭以减少上述接点装置的受损，进而提升该继电器的使用效能并且延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的继电器立体结构图。

图2为本发明较佳实施例的可动弹片结构立体结构图。

图3A、图3B、图3C为本发明较佳实施例的使用状态图。

附图标记说明：1-可动弹片结构；10-刚性弹片接触部；101-板体；102-第二形变缝隙；11-软性弹片翘曲部；111-第一形变缝隙；12-软性弹片施力部；13-可动接点；14-连接部；2-继电器；21-底座；211-间隔片；212-固定件；22-电磁结构；221-驱动件；23-推动组件。

具体实施方式

为使贵审查委员能清楚了解本发明内容，谨以下列文字搭配图式说明。

请参阅图1、图2及图3A至图3C，其是本发明较佳实施例的继电器立体结构图、可动弹片结构立体结构图以及使用状态图。本发明揭示一种可动弹片结构1及其继电器2，系能消除电弧现象以增进该继电器2的使用效能及寿命。如图1的继电器立体结构图所示，该继电器2包含至少一该可动弹片结构1、一底座21、至少一电磁结构22及一推动组件23。并如图2所揭示，该可动弹片结构1应用于该继电器2中，供以相对一固定接点20形成开、闭状态，且包含一刚性弹片接触部10、一软性弹片翘曲部11、该软性弹片施力部12及该可动接点13。其中，该软性弹片翘曲部11与该刚性弹片接触部10连接设置，并与该刚性弹片接触部10形成有一第一形变缝隙111，且该刚性弹片接触部10的硬度大于该软性弹片翘曲部11。此外，该软性弹片施力部12位于该软性弹片翘曲部11，且该可动接点13设于该刚性弹片接触部10。其中，当该软性弹片施力部12受力驱动，而使该可动接点13与该固定接点20形成闭合状态时，该软性弹片翘曲部11相对该刚性弹片接触部10产生形变。因此，通过该可动弹片结构1易挠曲而可部份形变以稳固接点的特性，系能避免传统继电器所产生的电弧现象，以保护该继电器2本身及其所电性连接的电路系统，且更提升该继电器2的使用效能并延长其使用寿命。

而再请参阅图1，该底座21系供以设置该可动弹片结构1及至少一该固定接点20，而该电磁结构22设于该底座21并对应该可动弹片结构1设置，并且，该推动组件23一端连接设于该软性弹片施力部12。如此，利用该电磁结构22通电后的电磁效应，磁吸驱动使该可动接点13与该固定接点20形成开、闭状态，并于该可动接点13相对该固定接点20为闭合状态时，凭借前述的该可动弹片结构1技术特征，稳固该可动接点13与该固定接点20的接触，防止电弧的产生。

此外，于本实施例中，该电磁结构22更具有一驱动件221。其中，该驱动件221一端连接该推动组件23的一端，凭借该电磁结构22产生电磁效应以驱使该驱动件221移动，而连带驱动该推动组件23，使得该推动组件23一端所连接的该软性弹片施力部12受力而驱动的。并接续产生后续的作动机制，以利操控该继电器2所电性连接的电路系统形成导通或断路。

当该继电器2欲使得其所电性连接的电路系统导通时，其系通过该电磁结构22所产生的电磁效应，使得该驱动件221被电磁力吸引而连带推动该推动组件23。接续，连接于该推动组件23一端的该软性弹片施力部12因而被外力驱动，即该推动组件23施力于该软性弹片施力部12，使得整个该可动弹片结构1被该推动组件23因外力驱动而挠曲，并让该可动接点13被推动至该固定接点20处，以接触该固定接点20且形成闭合状态，如图3A的使用状态图所示，而使得该继电器2所电性连接的电路系统导通。

接续上述的说明，当该可动弹片结构1被该推动组件23驱动，即该推动组件23推动该软性弹片施力部12时，该软性弹片施力部12是受力点而承受主要的冲击力。此时由于该软性弹片翘曲部11的硬度系小于该刚性弹片接触部10，因此，其外力所造成的形变量大部分会产生于该软性弹片翘曲部11中，并通过该第一形变缝隙111使该软性弹片翘曲部11及该刚性弹片接触部10两者间的形变空间不会相互干扰，进而提升两者本身的可形变范围。换言之，当该软性弹片施力部12受力时，凭借该第一形变缝隙111使得该软性弹片翘曲部11得以形变，该刚性弹片接触部10维持原本的状态而不受外力变形，以供保护其所设有的该可动接点13在与该固定接点20接合时系平稳地接触。并且，由上述可知该可动弹片结构1本身具可挠曲特性，当其受力驱动且该可动接点13与该固定接点20为接合状态时，该可动弹片结构1受力形变而产生形变弹力，使得该可动接点13及该固定接点20的接合状态更加稳固。如此一来，系能利用该可动弹片结构1易可挠曲的设计及该刚性弹片接触部10的刚硬性，而能消除传统的继电器在接点装置相互接触时所产生的电弧现象。换句话说，通过该软性弹片翘曲部11承受大量的形变，以使得该刚性弹片接触部10产生最小的形变量以稳固其所设置的该可动接点13，因此，该可动接点13系能平顺且稳固地与该固定接点20接触，并形成闭合状态而消除异常放电的现象。

另外，该可动弹片结构1更包含一第二形变缝隙102，其位于该刚性弹片接触部10并邻近该可动接点13设置。如此提供该刚性弹片接触部10受力后的可形变空间。特别在该可动接点13及该固定接点20形成开或闭状态的瞬间，即该继电器2所电性连接的电路系统在闭合或开通电路的瞬间，该第二形变缝隙102提供该刚性弹片接触部10一形变空间，以避免该刚性弹片接触部10所设置的该可动接点13因受力而产生变形。换言之，当该可动弹片结构1被驱动时，不仅该软性弹片翘曲部11会产生大部分的形变，该刚性弹片接触部10所形成的形变凭借该第二形变缝隙102承受的，因而避免其所邻近的该可动接点13有所形变或移动，并在其与该固定接点20形成开、闭状态时不平稳或错位。如此一来，系能避免部分设有该可动接点13的该刚性弹片接触部10及该可动接点13发生形变，进而稳固该可动接点13以消除电弧现象。

并且，于本实施例中，该第二形变缝隙102为弧形并与该第一形变缝隙111连通，且环绕该可动接点13。如此，通过该第二形变缝隙102环绕该可动接点13并呈弧形更能保护该可动接点13，进一步提供该刚性弹片部10更为弹性的可形变空间，而避免该可动接点13产生变形或移动。尤当该可动接点13如本实施例成圆形设置时，通过弧形的该第二形变缝隙102可更佳地保护该可动接点13。

更进一步，当该继电器2所电性连接的电路系统是应用在高电流或高电压电路中，且其系处于导通状态时，该电磁结构22须产生更大的电磁效应以驱动该可动弹片结构1，并且使得该可动接点13与该固定接点20在闭合状态时，其接点处之间的受力更大，而造成该可动弹片结构1形成更严重的形变，尤其是设有该可动接点13的该刚性弹片接触部10也可能因此而变形导致该可动接点13移动。此时，利用该第一形变缝隙111及该第二形变缝隙102的连通设计，以使得部分该刚性弹片接触部10的形变量可因此通过该软性弹片翘曲部11承载的，且同时增进该软性弹片翘曲部11的形变负荷量，如图3B所示。如此当该继电器2应用于高电流系统时，系能维护该可动接点13与该固定接点20的接合度及稳定性，以保护接点装置与其所电性连接的电路系统，并且同时避免接点装置在开或闭的瞬间有异常放电的发生。较佳者，凭借上述的结构设计，该继电器2系能小型化且可应用于高电流或高电压系统，并且同时消除电弧现象。

此外，或于另一实施态样中，该第二形变缝隙102为弧形并不与该第一形变缝隙111连通，且环绕该可动接点13。同样地，通过该第二形变缝隙102系提供该刚性弹片接触部10具有弹性的形变空间，以避免该可动弹片结构1被驱动时该可动接点13产生形变，进而加强其与该固定接点20接触或分离时更加平稳，并稳固且准确地形成开或闭的状态。

同理可知，于本实施例中，当该继电器2欲使得其所电性连接的电路系统断路时，该电磁结构22中断其所产生的电磁效应，使得该驱动件221不再被电磁力吸引而连带消除施加于该推动组件23的推动力，使得该推动组件23受另一回复力而被驱动。接续，连接于该推动组件23一端的该软性弹片施力部12因而被此回复外力驱动，即该软性弹片施力部12被该推动组件23拉动，使得整个该可动弹片结构1被该推动组件23驱动，而分离于该固定接点20处，让该可动接点13与该固定接点20形成开合状态，如图3C的使用状态所示，并使得其所电性连结的电路不再呈导通状态。同样地，当该可动弹片结构1被驱动时，凭借该第一形变缝隙111及该第二形变缝隙102的设计，其在接点装置呈闭合状态时承受形变量因此消退，以避免该可动接点处13受到影响，进而避免该可动弹片结构1受损而增加该继电器2的使用寿命。

另外，该刚性弹片接触部10由一板体101叠设于部分的该软性弹片翘曲部11而形成，且该板体101的硬度大于该软性弹片翘曲部11的硬度。换言之，该刚性弹片接触部10是部分的该软性弹片翘曲部11叠加有该板体101，系而形成较厚的厚度，且同时具较大的硬度。因此，通过该板体101的叠设设计，系能避免直接将两相异材料直接进行连接设置而面临的作业困难，以此更加利于该刚性弹片接触部10的生产制程。并且，由于该刚性弹片接触部10的硬度较大，使得其在受力时更不易产生形变，以供稳固该可动接点13。其中，特别是当该继电器2应用于高电流或高电压的电路系统中，并处于导通状态时，如此系能增进该可动接点13与该固定接点20的稳定程度，进而保护电路系统且更可避免该继电器2毁损。

较佳者，于本实施例中，该可动弹片结构1更包含一连接部14，与该软性弹片翘曲部11连接设置，且该连接部14的硬度小于该刚性弹片接触部10并为L形，此外，该连接部14的另一端连接一固定件212，该固定件212连接设于该底座21，以将该可动弹片结构1安装设置于该底座21。如此，当该软性弹片翘曲部11位移或产生形变时，该连接部14会连带移动或变形，以增加该软性弹片翘曲部11的形变量空间，并提供该软性弹片翘曲部11受力的缓冲空间，以利该可动接点13及该固定接点20形成开或闭的状态。

此外，该继电器2更包含一固定件212，其设于该底座21且其一端连接该可动弹片结构1，以供与该可动弹片结构1导通且该固定件212与该可动弹片结构1呈U型。如此，当该可动弹片结构1被驱动以供该继电器2的接点装置形成闭合状态时，该固定件212及该可动弹片结构1会有电流流通。其中，因两者的电流方向是呈相反，使该固定件212与该可动弹片结构1之间产生斥力，进而产生一平行推向该可动接点13的电磁力，以供抵消该可动接点13与该固定接点20间的电磁排斥力。因此，系能更增进该可动接点13与该固定接点20在闭合状态的稳定性与稳固性，以避免接点装置之间因相互排斥而分离时所产生的电弧现象。

更进一步，于本实施例中，当该可动弹片结构1为复数设置时，该底座21更包含至少一间隔片211，供以分隔任意两个相邻设置的该可动弹片结构1。如此一来，通过该间隔片211隔开相邻所述的这些可动弹片结构1，系能减少所述的这些可动弹片结构1受到彼此电磁感应作动时的影响。较佳者，该间隔片211可阻绝相邻的所述的这些可动接点13与所述的这些固定接点20在开或闭瞬间所产生的电弧，以避免所述的这些可动弹片结构1相互干扰，且如此可拉近所述的这些可动弹片结构1彼此间距，以达到将该继电器2小型化的功效，进而增进其运作效能。

综上所述，本发明所提出的可动弹片结构1及其继电器2，系通过该可动弹片结构1其具相异硬度的结构，应用于该继电器2中并产生电磁感应现象时，该可动弹片结构1系而形成部分形变以稳固该可动接点13。因此，该可动接点13如此能稳固地与该固定接点20进行接合或离合，并通过为金属的该固定件212能更加稳固接点装置于闭合的状态，以供消灭其中所产生的电弧现象。更进一步，通过该第一形变缝隙111及该第二形变缝隙102的设计，以供该软性弹片翘曲部11具更加弹性的形变空间，且更能避免该可动接点13产生变形而使得其系能平稳且良好地与该固定接点13呈开、闭的状态，尤其是当该继电器2应用在高电流或高电压的电路系统中。如此一来，通过电弧现象的消灭，系能减少上述接点装置的受损，进而提升该继电器2的使用效能并且延长其使用寿命。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可动弹片结构，供以应用于继电器中，以相对一固定接点形成开、闭状态，其特征是包含：

一刚性弹片接触部；

一软性弹片翘曲部，其与该刚性弹片接触部连接，并与该刚性弹片接触部形成有一第一形变缝隙，且该刚性弹片接触部的硬度大于该软性弹片翘曲部的硬度；

一软性弹片施力部，位于该软性弹片翘曲部；

一可动接点，其设于该刚性弹片接触部；

其中，该刚性弹片接触部由一板体叠设于部分的该软性弹片翘曲部而形成，且该板体的硬度大于该软性弹片翘曲部的硬度，当该软性弹片施力部受力驱动，而使该可动接点与该固定接点形成闭合状态时，该软性弹片翘曲部相对该刚性弹片接触部产生形变。

2.根据权利要求1所述的可动弹片结构，其特征在于，还包含一第二形变缝隙，其位于该刚性弹片接触部并邻近该可动接点。

3.根据权利要求2所述的可动弹片结构，其特征在于，该第二形变缝隙为弧形并与该第一形变缝隙连通，且该第二形变缝隙环绕该可动接点。

4.根据权利要求2所述的可动弹片结构，其特征在于，该第二形变缝隙为弧形并不与该第一形变缝隙连通，且该第二形变缝隙环绕该可动接点。

5.根据权利要求3所述的可动弹片结构，其特征在于，还包含一连接部，其与该软性弹片翘曲部连接设置，且该连接部的硬度小于该刚性弹片接触部的硬度并为L形。

6.一种继电器，其特征是包含：

至少一如权利要求1至5中任一项所述的可动弹片结构；

一底座，供以设置该可动弹片结构及至少一该固定接点；

至少一电磁结构，其设于该底座，且对应该可动弹片结构设置；

至少一推动组件，该推动组件一端连接设于该软性弹片施力部；如此利用该电磁结构通电后的电磁效应，磁吸驱动使该可动接点与该固定接点形成开、闭状态。

7.根据权利要求6所述的继电器，其特征在于，还包含一固定件，其设于该底座且其一端连接该可动弹片结构，以供与该可动弹片结构导通时具有相反方向的电流，进而产生平行推向该可动接点的电磁力，而增加该可动接点与该固定接点间的稳固性。

8.根据权利要求7所述的继电器，其特征在于，设有复数个该可动弹片结构，该底座还包含至少一间隔片，供以分隔任意两个相邻设置的该可动弹片结构。

Images