CN1606114A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

提供加快接点反转时的动作速度并抑制电弧的产生，同时通过提高接点的接触压力而能够使跳动变小的开关装置。其是在操作操作轴(16)时，伴随旋转轴(15)的转动，双金属片(13)介由第2旋转板(18)使第1旋转板(17)转动而将一对接点板(2、3)接通，同时，在加热器(14)过热而达到规定的温度时，双金属片(13)通过变位，介由第2旋转板(18)使第1旋转板转动而将处于接通状态的一对接点板(2、3)断开的开关装置，由反转用的扭力盘簧(19)可以连动地连结第1旋转板(17)和第2旋转板(18)，在使第1旋转板(17)转动时，利用扭力盘簧(19)的反转力使接点驱动部(17d)与接点板(2)瞬间接触脱离。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及一种开关装置，特别是涉及一种在电炉等电烹调器的温度调节部上使用的开关装置的结构。

背景技术

作为原有的开关装置的结构，已知的有控制电炉的加热器的输出，利用具备加热型热双金属等温度传感器的控制组来进行操作的开关装置(例如，参照日本专利文献第2631376号公报)。

图12、图13所示的是原有的开关装置的结构。图12是表示开关装置内部的俯视图，图13是详细表示主要部分的局部图。

在图中，开关装置101是具备电器开关106的定时式输出控制装置，该开关106由加热型热双金属115操作。该开关装置101是快速开关，具有用于改变接点136和相对的计时限位部137之间的间隔的调整装置139。该计时限位部137是可动开关接点134用的，用于改变开关装置的设定范围的操作。

即，在低设定范围内，电器开关106的开关滞后进一步变小，在较高的设定范围内开关滞后变得较大。因此，在电器开关106中，能够将相关开关接通持续时间准确地设定为较小的值。因此，在低设定范围能够非常精密地控制输出。

开关装置101的操作如下。在开关断开位置，开关接点134非接触地与接点136相对，位于计时限位部137的限位位置。在使设定主轴108位于开关接通范围位置时，开关接点134移动到闭位置。在该闭位置，开关接点134利用产生于开关元件114和转动支点(runner)146之间的杠杆作用而与接点136接触。进行控制的电器则另外使加热电阻116接通。

由加热电阻116对热双金属115进行加热时，开关元件114偏向补偿装置120与盘簧118的接触一侧。也就是说，弹动弹簧的压力板上方偏向接触动作方向。该动作一直持续到达双稳定弹动弹簧131的死点、即开关点，接着，弹动弹簧131向另一端位置的方向弹起。

这样，开关接点134离开接点136而且与计时限位部137接触。由于开关接点134断开，所以电流不在加热电阻116上流动。于是，热双金属115再次冷却返回初期位置。也就是说，弹动弹簧131的死点恢复原状，弹动弹簧131朝向1端位置再次弹起。因此，开关接点134返回闭位置。

然而，在上面所述的原有的开关装置中，由于开关接点是利用来自双金属的力和来自弹动弹簧的力的平衡进行动作的结构，所以，双金属的动作速度迟缓，连接切换开关接点时臂部容易晃动，另外，在连接切换开关接点时，由于按压开关接点的力变小，所以，容易出现跳动的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述的问题，提供一种使接点反转时的动作速度加快并抑制电弧的产生，同时，能够在接点反转后，通过始终施加必要的负荷，提高接点的接触压力、使跳动变小，负荷寿命特性优良的开关装置。

为了解决所述课题，在本发明中，作为第1解决方案的开关装置，具备：具有收放部的外壳；配置在所述收放部内的至少一对接点板；可以转动地配置并具有按压所述接点板之中的至少一个的接点驱动部的第1旋转板；与该第1旋转板可以连动地连结的第2旋转板；轴支撑所述第1以及第2旋转板的旋转轴；与所述第2旋转板配合并伴随所述旋转轴的转动而使所述第2旋转板转动的双金属片；对该双金属片进行加热的加热器；以及转动所述旋转轴的操作轴，在操作所述操作轴后，伴随所述旋转轴的转动，所述双金属片介由所述第2旋转板使所述第1旋转板转动而将一对所述接点板接通，同时，在所述加热器过热而达到规定的温度时，通过所述双金属板变位，介由所述第2旋转板使第1旋转板转动而将接通状态的一对所述接点板断开，其中：由反转用的扭力盘簧可以连动地连结所述第1旋转板和所述第2旋转板，在使所述第1旋转板转动时，利用所述扭力盘簧的反转力使所述接点驱动部与接点板瞬间接触、脱离。

另外，作为第2解决方案的开关装置，在所述第1旋转板上形成第1卡扣部，在所述第2旋转板上设置第2卡扣部，将所述扭力盘簧以具有余隙的状态与所述第1以及第2卡扣部配合，在所述第1旋转板转动时，通过所述扭力盘簧在所述第1以及第2卡扣部内活动而使所述扭力盘簧进行反转动作。

另外，作为第3解决方案的开关装置，将从所述旋转轴的转动支点到所述第1旋转板和所述扭力盘簧的卡扣部的距离形成得比从所述转动支点到所述接点驱动部的距离长。

另外，作为第4解决方案的开关装置，以具有柔性的弹簧材料形成所述一对接点板。

另外，作为第5解决方案的开关装置，在所述外壳的收放部配置多个所述接点板，并使这些接点板与向所述外壳外导出的多个外部端子连接，同时，将这些外部端子呈一列的形状配置在所述外壳的底面。

如以上说明的那样，本发明的开关装置，具备：具有收放部的外壳；配置在收放部内的至少一对接点板，可以转动地配置的具有按压接点板之中的至少一个的接点驱动部的第1旋转板，与该第1旋转板可以连动地连结的第2旋转板，支撑第1以及第2旋转板的旋转轴，与第2旋转板配合并伴随旋转轴的转动使第2旋转板转动的双金属片，对该双金属片进行加热的加热器，转动旋转轴的操作轴；在操作操作轴时，伴随旋转轴的转动，双金属片介由第2旋转板使第1旋转板转动而将一对接点板接通，同时，在加热器过热而达到规定的温度时，双金属板通过变位，介由第2旋转板使第1旋转板转动而将接通状态的一对接点板断开的开关装置，由反转用的扭力盘簧可以连动地连结第1旋转板和第2旋转板，在使第1旋转板转动时，由于利用扭力盘簧的反转力使接点驱动部与接点板瞬间接触、脱离。所以，在切换接点时，由于驱动接点板的第1旋转板利用扭力盘簧的反转力立即转动，电弧的产生得以抑制，进行反转时，由于能够始终对接点施加高的接触压力，所以，能够使跳动变小，从而能够提供一种抑制接点的消耗等、负荷寿命特性优良的开关装置。

另外，在第1旋转板上形成第1卡扣部，在第2旋转板上设置第2卡扣部，使扭力盘簧以在第1以及第2卡扣部具有余隙的状态配合，在第1旋转板进行转动时，由于扭力盘簧通过在第1以及第2卡扣部内活动而使扭力盘簧进行反转，所以，在超过扭力盘簧的拉力上的反转点(死点)时，扭力盘簧在第1以及第2卡扣部内自行移动，而扭力盘簧的作用方向相反，所以，能够可靠地进行反转，进行瞬间的接点切换。

另外，由于将旋转轴的转动支点至第1旋转板和扭力盘簧的卡扣部的距离做成比转动支点至接点驱动部的距离更长，所以，通过利用杆杠原理，能够将施加给接点的接触压力设定成比扭力盘簧施加的弹簧压力更大。

另外，由于用具有柔性的弹性材料形成一对接点板，所以，在切换这些接点时，由于这些接点板弯曲，所以，能够缓和冲击，使切换时的声音成为静音。

另外，在外壳的收放部配置多个接点板，并将这些接点板与向外壳外导出的多个外部端子连接，同时，由于将这些外部端子在外壳的底面配置成一列的形状，所以，在铠装线等布线时可防止错误布线，提高作业效率。另外，可以连接连接器等，提高制品的组装效率。

附图说明

图1是表示本发明的开关装置的分解立体图。

图2是表示本发明的开关装置的主要部分的立体图。

图3是表示本发明的开关装置断开时的主要部分的俯视图。

图4是表示本发明的开关装置接通时的主要部分的俯视图。

图5是表示本发明的开关装置转动断开时的主要部分的俯视图。

图6是本发明的开关装置从接通时移到转动断开时的过程中，表示扭力盘簧反转之前的动作说明图。

图7是本发明的开关装置从接通时移到转动断开时的过程中，表示扭力盘簧反转之前的动作说明图。

图8是本发明的开关装置从接通时向转动断开时移动的过程中，表示扭力盘簧反转之后的动作说明图。

图9是本发明的开关装置从接通时向转动断开时移动的过程中，表示扭力盘簧反转之后的动作说明图。

图10是本发明的开关装置的从里面一侧所见的立体图。

图11是本发明的开关装置的从里面一侧所见的立体图。

图12是表示原有的开关装置的内部的俯视图。

图13是表示原有的开关装置的主要部分的局部详细图。

图中：1-外壳，1a-收放部，1b-安装槽，1c-保持架部，2-接点板，3-接点板，4-接点板，5-端子板，5a-外部端子，6-端子板，6a-外部端子，7-端子板，7a-外部端子，8-端子板，8a-外部端子，9-端子板，9a-外部端子，10-支撑端子，11-摆动部件，12-驱动板部，13-双金属片，14-加热器，15-旋转轴，15a-基部，15b-凸轮部，15c-配合槽部，15d-凸轮面，16-操作轴，17-第1旋转板，17a-轴孔，17b-基板部，17c-第1卡扣部，17d-接点驱动部，18-第2旋转板，18a-轴孔，18b-基板部，18c-第2卡扣部，18d-臂部，19-扭力盘簧，20-盖，20a-上板部，20b-安装片，20c-安装板部，20d-插孔。

具体实施方式

以下，图1～图11所示的是本发明的开关装置的实施方式。图1是表示本发明的开关装置的分解立体图，图2是开关装置的主要部分的立体图，图3是表示断开开关装置时的主要部分的俯视图，图4是表示接通开关装置时的主要部分的俯视图，图5是表示开关装置转动断开时的主要部分的俯视图，图6以及图7是开关装置从接通时移到转动断开时移动的过程中，表示扭力盘簧反转之前的动作说明图，图8以及图9是开关装置从接通时移到转动断开时的过程中，表示扭力盘簧反转之后的动作说明图，图10以及图11是本发明的开关装置的从里面一侧所见的立体图。

在图中，外壳1是由合成树脂等绝缘材料做成上面开口的箱状，具有收放部1a。另外，在与外壳1对向的一对侧面上形成由凹槽构成的安装槽1b。另外，在所述收放部1a内配置有由导电性金属板构成的多个接点板2～4、以及与这些接点板2～4的局部连接的有相同导电性的金属板构成的多个端子板5～9。

另外，接点板2～4由具有柔性的薄金属板做成，自身具有弹性。这样，通过用具有柔性的弹性材料做成接点板2～4，在切换接点时，由于这些接点板2～4弯曲，所以，能够缓和冲击，使切换时的声音成为静音。

所述端子板5～9其一端从收放部1a露出来，在收放部1a的一端分别保持规定间隔并排而设。另外，该端子板5～9的另一端从外壳1的底面向外面突出而形成外部端子5a～9a。接点板2以及3分别与所述端子板5～9中的5、6电导通而连接，接点板2、3保持一定间隔相对而设。

另外，接点板4电导通连接在端子板9上，接点板4和端子板7、8保持一定间隔相对而设。即，由接点板2、3和端子板5、6构成第1开关部；由接点板4和端子板7～9构成第2开关部。另外，在初期状态，接点板2和3电断开，同样，接点板4和端子板7、8也电断开。

另外，如图10所示，所述外部端子5a～9a向所述外壳1的外面导出，同时，这些外部端子5a～9a在外壳1的底面排列成一列的形状，这样配置，在铠装线等布线时可防止错误布线，提高作业效率。

另外，如图11所示，在外壳1的底面上设置围住外部端子5a～9a的保持架部1c的话，连接器等可以连接到开关装置上，提高制品的组装效率。

另外，在所述收放部1a内配置有可以摆动地轴支撑在支撑端子10上的摆动部件11，该摆动部件11形成大致L字形状，夹住轴支撑部而在一端设有伴随后面叙述的旋转轴15的转动而被驱动的驱动板部12。另外，在另一端侧设有前端弯曲成大致J字形状的双金属片13，在该双金属片13上安装有加热器14。

旋转轴15由合成树脂等绝缘材料做成，具有圆柱状的基部15a和在该基部15a的中间以环状突出设置的凸轮部15b。在该凸轮部15b的侧面部设有凹凸的凸轮面15d，旋转轴15转动时，通过该凸轮面15d来驱动摆动部件11的驱动板部12。另外，在基部15a的上面一侧设有配合外部操作用的操作轴16的配合槽部15c，伴随操作轴16的转动，旋转轴15也转动。

操作轴16由金属材料等做成棒状、一端侧与所述旋转轴15的配合槽部15c配合、在另一端侧适当安装未图示出的操作旋钮进行转动动作。

第1旋转板17由合成树脂等绝缘材料做成大致L字状，在该第1旋转体17的中央设有可以转动地插入所述旋转轴15的轴孔17a，在夹住该轴孔17a的一方设有矩形的基板部17b，在该基板部17b的前端侧设有可活动地卡扣后面叙述的扭力盘簧19的第1卡扣部17c。

另外，夹轴孔17a在与基板部17b的延伸方向正交的方向上形成接点驱动部17d，该第1旋转板17与后面叙述的第2旋转板18的转动连动而转动时，该接点驱动部17d的前端与构成所述第1开关部的接点板2接触，进行接点板2以及3的开关。

另外，从旋转轴15的转动支点、即从轴孔17a的中心至第1卡扣部17c的距离，做成比从轴孔17a的中心至接点驱动部17d的前端的距离更长。

这样，通过利用杠杆原理，能够将施加给接点的接触压力设定成比扭力盘簧19施加的弹簧压更大的压力。

第2旋转板18有同样的由合成树脂等绝缘材料做成大致L字形状，在该第2旋转板18的中央，设有同样的可以转动地插入所述旋转轴15的轴孔18a。在夹该轴孔18a的一方设有平板装的基板部18b，同样，在基板部18b的前端侧设有可以活动地卡扣后面叙述的扭力盘簧19的第2卡扣部18c。

另外，夹轴孔18a在与基板部18b的延伸方向正交的方向，形成有细长状的臂部18d，设置在所述摆动部件11的另一端的双金属片13的弯曲成大致J字形状的前端与该臂部18d配合。伴随所述摆动部件11的转动，与双金属片13配合的第2旋转板18进行转动。

所述第1以及第2旋转板17、18，其各自的轴孔17a、18a可以转动地套在所述旋转轴15的基部15a而收放在所述收放部1a内。另外，在设置于各基板部17b、18b前端侧的、各自的第1以及第2卡扣部17c、18c上可以活动地卡扣扭力盘簧19，该扭力盘簧19由具有弹性的金属线材等做成并在两端具有弹性臂部。

盖20由金属材料做成，设有：平板状的上板部20a、和具有从该上板部20a对向的一方侧面向下方延伸而设的安装片20b的一对安装板部20c。另外，在上板部20a上设有被操作轴16穿过的插孔20d。该盖20在被装在外壳1的开口部上时，所述安装片20b与外壳1的安装槽1b配合以防脱落。

以下，使用图3～图9对所述结构的开关装置的动作进行说明。

首先，在图3所示的初期状态，旋转轴15不转动，第1开关部和第2开关部的各自的接点板2、3、4不动作，间隔开而维持断开状态。

其次，如图4所示，操作轴16利用未图示出的操作旋钮的旋转动作转动时，旋转轴15也连动而转动。这时，与设于旋转轴15的凸轮部15b上的凸轮面15d的凸部卡扣的摆动部件11的驱动板部12向凸轮面15d的凹部移动，通过以支撑端子10为支点向逆时针方向转动，设在另一端侧的双金属片13也向逆时针方向转动。而且，与双金属片13的大致J字形状的前端配合的第2旋转板18的细长状的臂部18d伴随双金属片13的转动也同样向逆时针方向转动。

这时，可活动地被卡扣在第2旋转板18的夹轴孔18a的一方的基板部18b的前端的第2卡扣部18c上的扭力盘簧19的一个弹性臂部，也一边在第2卡扣部18c中活动一边被压缩，在超过扭力盘簧19的拉力上的反转点(死点)、即另一个弹性臂部与卡扣在第1旋转板17的第1卡扣部17c上的位置交叉的点时，扭力盘簧19反转，第1旋转板17以旋转轴15为轴向顺时针方向转动。

而且，第1旋转板17在与第2旋转板18的转动连动而转动时，第1旋转板17的接点驱动部17d的前端，通过推压构成第1开关部的接点板2而抵抗该接点板2的弹簧压力，接触到与接点板对向配置的接点板3，而第1开关部处于接通状态。

这时，由于接点板2以及3是由具有柔性的薄金属板形成的，本身具有弹性，所以，在切换接点时，因这些接点板2、3弯曲，能够缓和冲击，使切换时的声音成为静音。

另外，通过旋转轴15的转动，利用未图示出的凸轮部，构成第2开关部的接点板4也被按压，接点板4和端子部7、8接触，同时，第2开关部处于接通状态。

利用该旋转轴15的转动动作，第1、第2开关部被电导通，电子设备的电路被接通。即，由所述结构可知，本开关装置的电路结构成为与电器一侧的负荷完全电断开的双线结构。

这样，以具有余隙的状态将所述扭力盘簧19与第1以及第2旋转板17、18的第1以及第2卡扣部17c、18c配合，在第1旋转板17转动时，由于扭力盘簧19通过在第1以及第2卡扣部17c、18c内活动而使其进行反转动作，所以，在超过扭力盘簧19的拉力上的反转点(死点)时，扭力盘簧19便在第1以及第2卡扣部17c、18c内自行移动，由于扭力盘簧19的作用方向相反，所以，能够可靠地进行反转动作，而进行瞬间的接点切换。

另外，即使与第1、第2卡扣部17c、18c的配合不设置只以设计上的余隙而能够自行移动的空间当然上述那样的扭力盘簧19也可以进行反转动作。

开关装置在接通状态，即，在图4的状态，介由接点2、3以及接点板4，处于电流通过加热器14的通电状态，第1以及第2开关部接通的期间，加热器14被加热。

在该状态下，加热器14达到某一规定的温度时，如图5所示，与加热器14一体安装的双金属片13受热而向图示右侧、即向顺时针方向变位，与双金属片13的前端配合的第2旋转板18的臂部18d向顺时针方向转动。

图6～图9所示的是该双金属片13的受热变位的状态，图6以及图7表示双金属片13变位，第2旋转板18向顺时正方向转动，扭力盘簧19到达反转点(死点)之前的状态。另外，图8以及图9表示双金属片13变位，第2旋转板18向顺时针方向转动，扭力盘簧19反转之后的状态。

扭力盘簧19从该状态反转，第1旋转板17以旋转轴15为轴向逆时针方向转动。

而且，第1旋转板17与第2旋转板18的转动连动而转动时，第1旋转板17的接点驱动部17d的前端解除构成第1开关部的接点板2的按压，并利用该接点板2的弹簧压力，使接点板2与接点板3间隔开，而第1开关部处于断开状态(图5)。

另外，在该状态下，保持接点板4和端子板7、8的导通，第2开关部处于接通状态。

加热器14的温度从该状态下降，双金属片13恢复原状时，如图4所示，伴随双金属片13向逆时针方向转动，第2旋转板18也向逆时针方向转动，与该第2旋转板18的转动连动，利用扭力盘簧19的反转动作，第1旋转板17通过向顺时针方向转动，第1旋转板17的接点驱动部17d的前端按压接点板2，通过再次接触到与接点板2对向配置的接点板3，而第1开关部处于接通状态。

这样，所述结构的开关装置最适于控制外部电器的输出，例如电炉等的加热器的输出。

采用上面叙述的本发明的开关装置的结构，能够提供一种如下的开关装置，具体为：在操作操作轴16时，伴随旋转轴15的转动，双金属片13介由第2旋转板18使第1旋转板17转动而将一对接点板2、3接通，同时，在加热器14被加热而达到规定的温度时，双金属板13通过变位，介由第2旋转板18使第1旋转板17转动而将一对接点板2、3断开，其中：由反转用的扭力盘簧可以连动地连结第1旋转板17和第2旋转板18，在使第1旋转板17转动时，由于利用扭力盘簧19的反转力使接点驱动部17d与接点板2瞬间接触、脱离，所以，在切换接点时，由于驱动接点板2的第1旋转板17利用扭力盘簧19的反转力瞬间转动，抑制了电弧的产生，在进行反转时，由于能够一直对接点施加高的接触压力，所以，能够使跳动变小，抑制接点的消耗等，负荷寿命特性优良。

Claims (5)

1.一种开关装置，具备：具有收放部的外壳；配置在所述收放部内的至少一对接点板；可以转动地配置并具有按压所述接点板之中的至少一个的接点驱动部的第1旋转板；与该第1旋转板可以连动地连结的第2旋转板；轴支撑所述第1以及第2旋转板的旋转轴；与所述第2旋转板配合并伴随所述旋转轴的转动而使所述第2旋转板转动的双金属片；对该双金属片进行加热的加热器；以及转动所述旋转轴的操作轴，

在操作所述操作轴后，伴随所述旋转轴的转动，所述双金属片介由所述第2旋转板使所述第1旋转板转动而将一对所述接点板接通，同时，在所述加热器过热而达到规定的温度时，通过所述双金属板变位，介由所述第2旋转板使第1旋转板转动而将接通状态的一对所述接点板断开，其特征在于：

由反转用的扭力盘簧可以连动地连结所述第1旋转板和所述第2旋转板，在使所述第1旋转板转动时，利用所述扭力盘簧的反转力使所述接点驱动部与接点板瞬间接触、脱离。

2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于：在所述第1旋转板上形成第1卡扣部，在所述第2旋转板上设置第2卡扣部，将所述扭力盘簧以具有余隙的状态与所述第1以及第2卡扣部配合，在所述第1旋转板转动时，通过所述扭力盘簧在所述第1以及第2卡扣部内活动而使所述扭力盘簧进行反转动作。

3.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于：将从所述旋转轴的转动支点到所述第1旋转板和所述扭力盘簧的卡扣部的距离形成得比从所述转动支点到所述接点驱动部的距离长。

4.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于：以具有柔性的弹簧材料形成所述一对接点板。

5.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于：在所述外壳的收放部配置多个所述接点板，并使这些接点板与向所述外壳外导出的多个外部端子连接，同时，将这些外部端子呈一列的形状配置在所述外壳的底面。

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