CN110459414A - 一种有效复位的触点控制机构及开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有效复位的触点控制机构及开关。触点控制机构的滑动轮沿滑动槽滑动，当滑动轮位于被滑动轮驱动至另一工作状态对应的位置时，通过远离控制部抬起滑动轮的控制端，使滑动轮与滑动槽顶抵形成支点，滑动轮绕支点转动而远离滑动槽，消除滑动轮因粉尘而增加的摩擦力，仅依靠触头机构的弹性复位作用力即可推动滑动轮复位。本发明特别适用于粉尘堆积造成滑动轮受到的摩擦力增加，仅依靠触头机构的弹性复位作用力无法推动滑动轮复位的情况，保证电气设备有效复位。本发明的滑动轮不设置固定的支点，能够以更小的体积实现更长的行程，有利于产品的小型化设计。所述的开关能够保证有效复位，避免由于粉尘堆积造成开关无法有效复位的隐患。

Description

一种有效复位的触点控制机构及开关

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，更具体地说，涉及一种有效复位的触点控制机构，以及一种有效复位的开关。

背景技术

开关广泛应用于各种设备的控制电路中，常见的大量电气机械开关为了提高开关触点的断开能力，采用触点控制机构以机械方式推动触点断开，充分利用外部较大的驱动力强制断开闭合的触点。如图1至图3所示，现有技术的触点控制机构，推动杆101驱动滑动轮102在滑动槽103内滑动，通过滑动轮102撬开动簧片104，使得动触点105和静触点106强制断开；当推动杆101释放滑动轮102后，由于动簧片104的弹性复位作用而产生的作用力F1将滑动轮102反向推动，滑动轮102复位至如图1所示的状态。

如图4所示，必然会有粉尘等微小颗粒落入滑动槽103内，即位于滑动槽103与滑动轮102之间，如触点在接通、断开过程中产生的金属飞溅物，或者绝缘材料摩擦产生的碎屑等。由于颗粒形状不规则且在细微处存在很多棱角或者尖刺，则颗粒将会顶在两个滑动面间难以滚动，进而滑动轮102在滑动槽103内进行滑动的滑动摩擦力f将大大增大，当滑动摩擦力f大于动簧片104的弹性复位产生的作用力F1时，仅靠动簧片104的弹性复位作用将无法推动滑动轮102复位，造成动触点105和静触点106悬空不接触，即开关保持断开状态，存在无法自动复位闭合的隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够辅助开关自动复位闭合的有效复位的触点控制机构，以及一种基于所述的触点控制机构的有效复位的开关。

本发明的技术方案如下：

一种有效复位的触点控制机构，包括滑动轮、滑动槽、滑动控制部，滑动轮设置于滑动槽，滑动控制部与滑动轮的控制端配合，还包括远离控制部，滑动轮的控制端位于滑动控制部与远离控制部之间；远离控制部带动滑动轮的控制端运动的过程中，滑动轮远离滑动槽，滑动轮受到的摩擦力减小。

作为优选，还包括推动杆，滑动控制部、远离控制部沿推动杆的高度方向，分别设置于不同高度位置。

作为优选，滑动轮大致呈半圆形结构，滑动轮与滑动座的滑动槽呈弧面配合。

作为优选，滑动轮的控制端通过远离控制部设置让位空间而形成。

作为优选，远离控制部带动滑动轮的控制端运动的过程中，滑动轮的驱动端与滑动槽顶抵并形成支点，滑动轮绕支点转动，远离滑动槽。

作为优选，滑动轮的侧面设置有限位支撑轴，对应限位支撑轴设置有限位槽，限位支撑轴设置于限位槽内；滑动轮转动过程中，当限位支撑轴与限位槽的槽壁顶抵时，形成转动限位。

作为优选，滑动轮转动过程中，限位支撑轴与限位槽的槽壁顶抵形成第一支撑点，滑动轮与滑动槽顶抵形成第二支撑点，通过两点支撑形成转动限位。

作为优选，限位支撑轴的横截面大致为“∧”型、三角形、扇形或圆形。

作为优选，限位槽包括朝向驱动端的断开限位槽壁、朝向控制端的释放限位槽壁，断开限位槽壁与释放限位槽壁朝向滑动槽的一端之间距离大于另一端之间的距离。

一种有效复位的开关，包括外壳、动簧片、动触点、静触点、触点控制机构，通过触点控制机构作用于动簧片，带动动触点运动；当动簧片的弹性复位作用力无法推动触点控制机构的滑动轮复位，触点控制机构的滑动控制部作用于滑动轮，滑动轮远离滑动槽，滑动轮受到的摩擦力减小。

作为优选，限位槽对应滑动轮的限位支撑轴开设于外壳的内壁。

作为优选，滑动轮的驱动端驱动动触点与静触点断开，当远离控制部控制滑动轮复位后，动触点与静触点闭合。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的有效复位的触点控制机构，适用于开关(或速动开关)、断路器、侧挂触头等设置有触头机构、开闭状态可切换的电气设备，滑动轮沿滑动槽滑动，通过驱动端的位置变化，作用于触头机构，用于实现电气设备的开闭状态的强制断开。当滑动轮位于被滑动轮驱动至另一工作状态对应的位置时，通过远离控制部抬起滑动轮的控制端，使滑动轮与滑动槽顶抵形成支点，滑动轮绕支点转动而远离滑动槽，消除滑动轮因粉尘而增加的摩擦力，则滑动轮受到的摩擦力大大减小，使得仅依靠触头机构的弹性复位作用力即可推动滑动轮复位。本发明特别适用于粉尘堆积造成滑动轮受到的摩擦力增加，仅依靠触头机构的弹性复位作用力无法推动滑动轮复位的情况，以保证触点控制机构能够有效释放触头机构，进而保证电气设备有效复位。本发明的滑动轮不设置固定的支点，能够以更小的体积实现更长的行程，有利于产品的小型化设计。

本发明所述的有效复位的开关，基于所述的触点控制机构，能够保证有效复位，避免由于粉尘堆积造成开关无法有效复位的隐患。

附图说明

图1是现有技术的触点强制断开机构的结构示意图(触点闭合的初始状态)；

图2是现有技术处于强制断开状态的结构示意图；

图3是现有技术进行复合闭合的状态示意图(F1为动簧片的弹性复位作用力)；

图4是现有技术在粉尘堆积情况下的状态示意图(f为滑动轮受到的摩擦力)；

图5是实施例一的触点控制机构的结构示意图(触点闭合的初始状态)；

图6是实施例一处于强制断开状态的结构示意图；

图7是实施例一进行复合闭合的状态示意图；

图8是实施例一在滑动轮远离滑动槽状态下的结构示意图；

图9是实施例二的触点控制机构的结构示意图(触点闭合的初始状态)；

图10是实施例二处于强制断开状态的结构示意图；

图11是实施例二进行复合闭合的状态示意图；

图12是滑动轮的限位支撑轴与限位槽的装配示意图；

图中：101是推动杆，102是滑动轮，103是滑动槽，104是动簧片，105是动触点，106是静触点，20是推动杆，21是滑动控制部，22是远离控制部，30是外壳，31是滑动座，32是滑动槽，33是限位槽，331是断开限位槽壁，332是释放限位槽壁，333是弯折凹口，40是滑动轮，41是控制端，42是驱动端，43是轮弧面，44是让位空间，45是限位支撑轴，451是断开限位斜面，452是释放限位斜面，50是动簧片，51是动触点，52是静触点，60是弹簧，61是弹片，62是常闭静簧，63是常闭动簧，64是常闭动触点，65是常闭静触点，66是常开静簧，67是常开动簧，68是常开动触点，69是常开静触点，70是支架。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明为了解决现有技术的电气设备由于粉尘堆积造成无法复位的不足，即对于常闭触头进行强制断开后，无法复位闭合，对于常开触头进行强制闭合后，无法复位断开，提供一种有效复位的触点控制机构，以及基于所述的触点控制机构的开关，通过滑动控制部与远离控制部分别作用于滑动轮的控制端，实现电气设备的触点机构的强制断开与辅助复位，能够保证电气设备的有效断开与有效复位，提高电气设备工作的稳定性。

实施例一

本发明所述的有效复位的触点控制机构适用于开关、断路器、侧挂触头等设置有触头机构、开闭状态可切换的电气设备，本实施例以实施于开关并作用于常闭触头的动簧片为例进行详细说明。

如图5至图8所示，所述的有效复位的触点控制机构包括滑动轮40、滑动座31、滑动控制部21，滑动座31设置有滑动槽32，滑动轮40包括两端的控制端41、驱动端42，以及与滑动槽32配合的轮弧面43，滑动轮40通过轮弧面43与滑动座31的滑动槽32呈弧面配合。滑动控制部21与滑动轮40的控制端41配合，滑动轮40的驱动端42与开关的动簧片50配合，滑动控制部21作用于滑动轮40的控制端41，推动滑动轮40运动，滑动轮40的驱动端42与动簧片50顶抵挤压，动簧片50发生弹性形变，进而动簧片50上的动触点51与静触点52分离，即开关被强制断开。

所述的触点控制机构还包括远离控制部22，滑动轮40的控制端41位于滑动控制部21与远离控制部22之间，远离控制部22以相反的方向(远离控制部22有效工作的运动方向与滑动控制部21相反)作用于滑动轮40的控制端41，远离控制部22带动滑动轮40的控制端41运动的过程中，滑动轮40的驱动端42与滑动槽32顶抵并形成支点，滑动轮40绕支点转动，远离滑动槽32，避免与粉尘接触。本发明设置远离控制部22的目的在于，当滑动轮40与滑动槽32之间由于粉尘堆积，造成滑动轮40受到的摩擦力大大增加，进而本应在动簧片50的弹性复位作用力作用下进行复位的滑动轮40，在仅依靠动簧片50的弹性复位作用力无法进行复位时，通过将滑动轮40远离滑动槽32，即远离粉尘，进而减小滑动轮40受到的摩擦力。随着滑动轮40远离滑动槽32的过程，滑动轮40受到的摩擦力越来越小，直至动簧片50的弹性复位作用力大于滑动轮40受到的摩擦力，则仅依靠动簧片50的弹性复位作用力即可推动滑动轮40复位，动触点51与静触点52接触，开关闭合。其中，当仅依靠动簧片50的弹性复位作用力无法进行复位时，即使滑动控制部21与滑动轮40的控制端41分离，滑动轮40由于粉尘的摩擦力，保持位于强断位置，开关保持强制断开的状态。以图示的位置关系，滑动控制部21用于向下按压滑动轮40的控制端41，远离控制部22用于向上抬起滑动轮40的控制端41，进而分别实现滑动轮40的驱动端42撬动动簧片50、滑动轮40远离滑动槽32。

由于滑动轮40沿滑动槽32滑动，为了使滑动轮40在强断位置能够有效地顶抵并挤压动簧片50形成一定程度的弹性形变，则滑动槽32的一端在垂直距离上，比另一端靠近动簧片50，滑动轮40的驱动端42与滑动槽32较靠近动簧片50的一端顶抵形成支点。以图示的位置关系，滑动槽32靠近动簧片50的一端，高于另一端，本实施例中，滑动槽32大致为1/4圆弧。由于复位失效时，滑动轮40保持在强断位置，则滑动轮40的驱动端42与滑动槽32高度较高的一端顶抵形成支点。具体地，滑动轮40绕支点转动时，滑动轮40从靠近控制部的一端逐渐远离滑动槽32，滑动轮40受到的摩擦力逐渐减小。

为了方便滑动控制部21与远离控制部22进行推动，滑动轮40的控制端41朝向滑动控制部21与远离控制部22的一侧延伸出滑动槽32，进而滑动槽32或滑动座31避免对滑动轮40的控制端41形成遮挡，影响滑动控制部21、远离控制部22与滑动轮40的控制端41进行接触。

本实施例中，还包括推动杆20，滑动控制部21、远离控制部22沿推动杆20的高度方向，分别设置于不同高度位置。滑动控制部21与远离控制部22通过推动杆20形成联动，即同上同下，一方面能够防止工作过程中，滑动控制部21与远离控制部22在运动路径上形成互相阻挡，简化结构布局，有利于产品的小型化设计；另一方面，能够避免滑动控制部21与远离控制部22之间发生相互干扰，保证工作的稳定有效。以图示的位置关系，由于滑动控制部21用于向下按压滑动轮40的控制端41，远离控制部22用于向上抬起滑动轮40的控制端41，因而，在高度上，滑动控制部21设置在高于远离控制部22的位置。为了缩短对推动杆20的长度要求，远离控制部22设置于推动杆20的底端，滑动控制部21可设置于高于远离控制部22的任意位置。

为了适配于多组触点，通过一个推动杆20即可同时实现多组触点的强制断开与辅助释放，滑动控制部21、远离控制部22从推动杆20的侧壁横向延伸，实施时，匹配滑动控制部21、远离控制部22与滑动轮40的位置即可。本实施例中，滑动控制部21与远离控制部22的结构类似，为从推动杆20的侧壁横向延伸出的凸块，可根据实施需求，设置为三角形、朝向控制端41的钩状、板式结构等。当开关左右两侧设置两组触点时，对应每一组触点设置触点控制机构，其中，滑动控制部21与远离控制部22对应地设置于推动杆20的两侧。

本实施例中，滑动轮40大致呈半圆形结构，为近似半圆形结构的异形结构，控制端41通过朝向远离控制部22设置让位空间44形成。从结构上看，滑动轮40的控制端41通过加工形成让位空间44而形成可供滑动控制部21与远离控制部22进行顶抵接触的位置，特别是远离控制部22，以图示的位置关系，远离控制部22从控制端41的下方向上运动，与控制端41的底面进行接触。其中，让位空间44可以是在滑动轮40的厚度方向上贯通，也可以是从轮弧面43朝内开设的盲孔。即，让位空间44为朝向远离控制部22形成的缺口；或者，让位空间44为朝向远离控制部22开设的盲槽。缺口或盲槽的形状可根据实施需求，设置为三角形缺口或三角形盲槽，或者朝向释放控制端41的钩状缺口或钩状盲槽。本实施例中，让位空间44通过贯通滑动轮40的三角形缺口形成，则控制端41的底面形成大致平面，用于与远离控制部22进行顶抵接触。

由于滑动轮40沿滑动槽32滑动，并且滑动过程中，滑动轮40发生一定的转动角度，因而不对滑动轮40设置固定的转动支点，能够保证滑动轮40以更小的体积得到更长的行程，有利于产品的小型化设计。本发明中，滑动轮40的侧面设置有限位支撑轴45，对应限位支撑轴45设置有限位槽33，限位支撑轴45设置于限位槽33内；滑动轮40的动态固定与行程限位通过限位槽33与限位支撑轴45的配合进行实现。为了满足滑动轮40的滑动行程，限位槽33具有一定的宽度，用于满足滑动轮40的滑动与转动，即满足限位支撑轴45的运动与转动。滑动轮40转动过程中，当限位支撑轴45与限位槽33的槽壁顶抵时，形成转动限位。

具体地，滑动轮40转动过程中，限位支撑轴45与限位槽33的槽壁顶抵形成第一支撑点，滑动轮40与滑动槽32顶抵形成第二支撑点，通过两点支撑形成转动限位。限位槽33可根据实施需求，设置为单边限位或双边限位，即朝向强制断开的运动方向的限位、朝向复位的运动方向的限位。当限位槽33实施为双边限位时，则在强制断开时，形成两个支撑点，在复位时，形成另外两个支撑点。

本实施例中，限位槽33实施为双边限位，对应地，限位支撑轴45也设置为有利于双边限位的结构，即限位支撑轴45包括朝向驱动端42的断开限位斜面451、朝向控制端41的释放限位斜面452，断开限位斜面451与释放限位斜面452朝向滑动槽32的一端之间距离大于另一端之间的距离。限位槽33包括朝向驱动端42的断开限位槽壁331、朝向控制端41的释放限位槽壁332，断开限位槽壁331与释放限位槽壁332朝向滑动槽32的一端之间距离大于另一端之间的距离。以图示的位置关系，转动限位轴呈上窄下宽的结构，限位槽33也呈上窄下宽的结构。

本实施例中，限位支撑轴45的横截面大致为“∧”型，以图示的位置关系，左侧的部位形成断开限位斜面451，右侧的部位形成释放限位斜面452，分别与限位槽33的断开限位槽壁331、释放限位槽壁332形成顶抵时，可实现限位。

所述的触点控制机构的工作过程如下：

如图5所示，初始状态下，滑动轮40位置初始位置(即复位位置)，动簧片50带动动触点51与静触点52保持闭合。

如图6所示，强制断开过程中，推动杆20向下运动，带动滑动控制部21与远离控制部22同步向下运动，直至强断控制端41与滑动轮40的控制端41顶抵；推动杆20继续向下运动，推动滑动轮40沿滑动槽32滑动，直至滑动轮40的驱动端42与动簧片50顶抵；推动杆20继续向下运动，继续推动滑动轮40沿滑动槽32滑动，滑动轮40的驱动端42挤压动簧片50，滑动至强断位置，迫使动簧片50发生弹性形变，带动动触点51与静触点52分离。

如图7所示，假设推动杆20在向上复位的过程中，即滑动控制部21与滑动轮40的控制端41分离后，由于粉尘的影响，动簧片50无法通过其弹性复位作用力推动滑动轮40沿滑动槽32滑动至复位位置(即初始位置)。此时，随着推动杆20向上复位，释放控制端41与滑动轮40的控制端41顶抵接触；推动杆20继续向上复位，从滑动轮40的控制端41抬起滑动轮40，滑动轮40则以其结构重心为转动支点发生转动，直至滑动轮40的驱动端42位置的轮弧面43与滑动槽32顶抵形成支点；推动杆20继续向上复位，滑动轮40绕形成的支点转动，滑动轮40从靠近控制端41的一端逐渐远离滑动槽32，即与粉尘分离，在远离的过程中，动簧片50保持对滑动轮40施力，且作用力不变，而滑动轮40在滑动趋势下的受到的摩擦力则逐渐减小。直至动簧片50对滑动轮40施加的作用力大于滑动轮40受到的摩擦力，推动滑动轮40沿滑动槽32滑动至复位位置(即初始位置)，如图8所示。

基于相似的结构，限位支撑轴45还可以实施为横截面大致为三角形、扇形或圆形的结构。同理，限位槽33也可以实施为任意具有断开限位槽壁331、释放限位槽壁332的上窄下宽的槽结构。

由于进行强制断开时，动簧片50能够对滑动轮40形成一定的限位，即使两点支撑限位的结构失效，动簧片50能够提供一定的限位作用，能够防止滑动轮40脱离。而在复位时，则无法形成第二道限位结构，进而，本实施例中，释放限位槽壁332上设置弯折凹口333，限位支撑轴45与释放限位槽壁332顶抵时，顶抵于弯折凹口333。弯折凹口333能够将限位支撑轴45更稳定地卡装于释放限位槽壁332，防止限位支撑轴45与释放限位槽壁332之间形成的偶发性打滑，或者由于长期工作磨损而造成打滑，进而过度滑动，进而从滑动槽32上脱离，即能够有效防止两点支撑结构失效。

实施例二

本实施例基于所述的触点控制机构，提供一种有效复位的开关，如图9至图11所示，本实施例中，设置两对常闭触点、两对常开触点，两对常闭触点、两对常开触点分别对称设置于触点控制机构的两侧，触点控制机构控制常闭触点的强制断开与辅助复位。具体地，包括外壳30、弹簧60、弹片61、常闭静簧62、常闭动簧63(即动簧片50)、常闭动触点64(即动触点51)、常闭静触点65(即静触点52)、常开静簧66、常开动簧67、常开动触点68、常开静触点69、支架70、触点控制机构，滑动座31与外壳30为一体结构，常闭动簧63、常开动簧67通过支架70形成联动，推动杆20通过弹簧60进行向上复位。如图12所示，限位槽33对应滑动轮40的限位支撑轴45开设于外壳30的内壁。

工作过程中，滑动轮40的驱动端42驱动动触点51与静触点52断开，当远离控制部22控制滑动轮40复位后，动触点51与静触点52闭合。本实施例中，通过触点控制机构作用于常闭动簧63(即动簧片50)，带动常闭动触点64(即动触点51)与常闭静触点65(即静触点52)分离，开关断开，即通过控制常闭动簧63(即动簧片50)与常闭静簧62的触点进行强制断开，进而控制常开动簧67动作，与常闭静簧62的触点闭合。

在开关断开状态下，当在粉尘的影响下，常闭动簧63(即动簧片50)的弹性复位作用力无法推动触点控制机构的滑动轮40复位，触点控制机构的滑动控制部21作用于滑动轮40，滑动轮40远离滑动槽32，滑动轮40受到的摩擦力减小。即，通过辅助常闭动簧63推动复位滑动轮40，常闭动簧63运动，进而带动常开动簧67动作，与常闭静簧62的触点断开。

当将本发明所述的触点控制机构实施于断路器、侧挂触头等其他具有触头机构，能够进行开闭状态切换的电气设备时，基于触点控制机构的结构与工作原理，进行适应性的结构调整，均可实现触头机构的强制控制与有效复合。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种有效复位的触点控制机构，包括滑动轮、滑动槽、滑动控制部，滑动轮设置于滑动槽，滑动控制部与滑动轮的控制端配合，其特征在于，还包括远离控制部，滑动轮的控制端位于滑动控制部与远离控制部之间；远离控制部带动滑动轮的控制端运动的过程中，滑动轮远离滑动槽，滑动轮受到的摩擦力减小。

2.根据权利要求1所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，还包括推动杆，滑动控制部、远离控制部沿推动杆的高度方向，分别设置于不同高度位置。

3.根据权利要求2所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，滑动轮大致呈半圆形结构，滑动轮与滑动座的滑动槽呈弧面配合。

4.根据权利要求1所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，滑动轮的控制端通过远离控制部设置让位空间而形成。

5.根据权利要求1所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，远离控制部带动滑动轮的控制端运动的过程中，滑动轮的驱动端与滑动槽顶抵并形成支点，滑动轮绕支点转动，远离滑动槽。

6.根据权利要求5所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，滑动轮的侧面设置有限位支撑轴，对应限位支撑轴设置有限位槽，限位支撑轴设置于限位槽内；滑动轮转动过程中，当限位支撑轴与限位槽的槽壁顶抵时，形成转动限位。

7.根据权利要求6所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，滑动轮转动过程中，限位支撑轴与限位槽的槽壁顶抵形成第一支撑点，滑动轮与滑动槽顶抵形成第二支撑点，通过两点支撑形成转动限位。

8.根据权利要求7所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，限位支撑轴的横截面大致为“∧”型、三角形、扇形或圆形。

9.根据权利要求6至8任一项所述的有效复位的触点控制机构，其特征在于，限位槽包括朝向驱动端的断开限位槽壁、朝向控制端的释放限位槽壁，断开限位槽壁与释放限位槽壁朝向滑动槽的一端之间距离大于另一端之间的距离。

10.一种有效复位的开关，其特征在于，包括外壳、动簧片、动触点、静触点、权利要求1至9所述的触点控制机构，通过触点控制机构作用于动簧片，带动动触点运动；当动簧片的弹性复位作用力无法推动触点控制机构的滑动轮复位，触点控制机构的滑动控制部作用于滑动轮，滑动轮远离滑动槽，滑动轮受到的摩擦力减小。

11.根据权利要求10所述的有效复位的开关，其特征在于，限位槽对应滑动轮的限位支撑轴开设于外壳的内壁。

12.根据权利要求10或11所述的有效复位的开关，其特征在于，滑动轮的驱动端驱动动触点与静触点断开，当远离控制部控制滑动轮复位后，动触点与静触点闭合。