CN212392164U - 一种直流小电流器具开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种直流小电流器具开关。所述直流小电流器具开关包括外壳、上盖、按钮、弹簧、电路板组件、动触片组件和静触片组件。本实用新型提供的直流小电流器具开关，利用动触片的弹性变形来产生接触压力，并且静触片是半浮动结构，动触头和静触头在闭合过程中，相互之间会产生搓动，提升了产品接触的可靠性。利用凸轮机构来实现开关触头间的断开，开关复位时按钮上的方形凸台推动动触片的台阶处使之强制变形而产生断开的动作。

Description

一种直流小电流器具开关

技术领域

本实用新型涉及开关技术领域，尤其涉及一种直流小电流器具开关。

背景技术

随着包括园林工具在内的电动工具电源类型由原先以交流供电为主逐渐向利用电池的直流供电发展，所用电池的电压达到了60V级别，目前作为重要的控制用零件的开关分为两种类型：一种是能承受DC60V电压条件下数十安培级别大电流通断的，使用于对安全性能要求较高的场合；另一种是微小电流信号触发用的，电压不高于DC5V，额定电流仅为数毫安，适用于对安全性能要求较低的场合。

本发明提供电动工具电机控制方式的另一种方案，电机控制电路部分用机械式开关来通断电，大电流的输出则用微小电流开关的输出来触发，实现成本、安全性、使用寿命等多方面的均衡。但此负载模式下对开关的要求与前述两种负载模式不同，根据额定电压的不同，电机控制电路的额定电流在数十毫安到1安培之间，而通电瞬间的冲击电流峰值则会达到数安培，瞬间的直流大电流导致开关触头表面氧化、材料迁移，影响到额定电流在数十毫安工作状态下的通电可靠性。需要针对其负载特性设计全新结构的开关来实现高可靠性。

因此，有必要提供一种新的直流小电流器具开关解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直流小电流器具开关，以解决上述背景技术中提出的问题。其触头机构能实现高可靠性通断切换，且能有效减缓直流条件下的触头材料迁移问题；同时带有信号通断回路以及电位器信号扩展输出，用于各项控制功能的触发使用，通用性强；超声波焊接方式组合的壳体提供了很好的防水防尘性能；并实现了紧凑小巧的尺寸，可应用于各种类型的直流电动工具等应用中。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直流小电流器具开关 ，包括外壳、上盖、按钮、弹簧、电路板组件、动触片组件和静触片组件；按钮安装在上盖与外壳构成的导轨腔中，可左右滑动，按钮左端安装有弹簧，右端圆柱形伸出在壳体外面，作为此开关的操作部；所述电路板组件包括基板和排线；所述动触片组件包括动触头、动触片和第一导线；所述静触片组件包括静触头、静触片和第二导线；动触片和静触片都是片弹簧结构，两者的摆臂都可以绕固定处摆动。该直流小电流器具开关设计合理，利用动触片的弹性变形来提供触头压力；动触片与第一导线之间，用钎焊或点焊等焊接方式连接；静触片与第二导线之间，用钎焊或点焊等焊接方式连接。主触头通断机构为慢速通断机构，触头闭合瞬间无机械冲击，无因冲击弹跳导致的微断开而产生瞬间电弧，触头闭合后即产生充足的接触压力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该直流小电流器具开关设计合理、结构紧凑，利用按钮上的方形凸台结构驱使动簧片产生弹性变形而实现强制断开。动触片和静触片都是片弹簧结构，同时静触片的触头侧是半浮动结构，可以实现触头在闭合过程中的相互搓动，有效减缓触头材料在直流条件下的迁移的同时，提升开关触头间接触的可靠性，提高了开关的抗振性、使用寿命。

附图说明

图1为直流小电流器具开关的整体结构示意图；

图2为直流小电流器具开关的整体结构爆炸图；

图3为直流小电流器具开关中导线引出示意图；

图4为直流小电流器具开关中基板组件固定结构示意图；

图5为直流小电流器具开关中动触片组件结构示意图；

图6为直流小电流器具开关中静触片组件结构示意图；

图7为直流小电流器具开关中按钮限位结构示意图；

图8为直流小电流器具开关中静触片组件与动触片组件断开状态示意图；

图9为直流小电流器具开关接通初始状态示意图；

图10为直流小电流器具开关完全接通状态示意图。

图中标号：1、外壳；2、弹簧；3、电刷；4、防尘圈；5、按钮；6、防尘罩；7、动触头；7a、第一动触头；7b、第二动触头；8、静触片；9、排线；10、第二导线；11、第一导线；12、上盖；13、静触片；14、基板；X、第一固定处；Y、第二固定处

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1～10，一种直流小电流器具开关 ，由外壳1、上盖12、按钮5、弹簧2、电路板组件、动触片组件和静触片组件组成。外壳1与上盖12构成开关壳体，在装入各零部件之后两者使用超声波焊接成为一体，外壳1与上盖12内部设有导轨腔，按钮5安装在外壳1与上盖12构成的导轨腔中，如图7所示的方形凸台侧利用外壳1的底面以及设置在外壳1上的梯形凸起形成的空间限位，防止其与静触片8及动触片13产生干涉。按钮5可以在导轨腔内左右滑动，左端外壳1与按钮5之间安装有弹簧2，右端圆柱体通过由外壳1、上盖12构成的壳体的圆孔伸出到壳体外面，作为此开关的操作部。工作时通过外力按压带动按钮5向左滑动并压缩弹簧2，操作力撤除后在弹簧2的弹力作用下按钮5向右自动实现复位；按钮5与壳体配合处设有防尘圈4，安装在按钮5的圆柱面与壳体之间的环状空间内，起到防止开关按压时粉尘入侵的作用；壳体外部颈部安装有防尘罩6，防尘罩6的另一端套在按钮5上，除了防尘作用之外，起到一定程度防水作用。

动触片组件包括第一动触头7a、动触片13和第一导线11，第一动触头7a铆接或焊接在动触片13上，第一导线11焊接在动触片13上，动触片组件通过动触片13安装固定在外壳1上；静触片组件包括第二动触头7b、静触片8和第二导线10，第二动触头7b铆接或焊接在静触片8上，第二导线10焊接在静触片8上，静触片组件通过静触片8安装固定在外壳1上。工作时，第二导线10为电流输入端，第一导线11为输出端，通过按压按钮5来接通电路，释放按钮5来断开电路。

电路板组件包括基板14和排线9，排线9焊接在基板14上，基板14固定安装在外壳1上，并利用上盖12压紧，其配合精度与其他零件无关。基板14上印有厚膜电路，在按钮5安装有1～2个电刷3，并与基板14表面的厚膜电路相接触，构成回路。通过改变按钮5的位置，使排线9输出相应的通断信号或电阻信号。

排线9、第二导线10、第一导线11分别从外壳1的3处孔内引出，引出端采用胶水密封，将连接处固定，实现了整体的密封，并加强了导线根部的抗折断能力。

静触片8和动触片13均为悬臂梁结构的弹性端子，在分类上属于片弹簧的一种。静触片8和动触片13均为1端固定，另1端可以做一定幅度的摆动。为使片弹簧工作状态下应力分布均匀，防止应力集中导致的塑性变形，增加弹性变形能力，通过计算分别在动触片13和静触片8的摆臂处设计圆孔，形成了变截面片弹簧。

如图8～10所示，利用动触片13右端的台阶状结构和按钮5方形凸台结构，按钮5在初始位置时，动触片13上的触头和静触片8上的触头是分离的，此时动触片13处于预压紧的状态，静触片8固定安装在外壳1上时，右端就处于预压紧的状态，又由于动触片13是片弹簧且右端为台阶状结构，当按钮5在外力的按压下向左移动，动触片13上的触头在弹力释放作用下绕第一固定处X向下运动，与静触片8上的触头接触，此时电路处于刚导通状态，按钮继续向左移动，动触片13上的触头继续向下运动，静触片8也为片弹簧且其正向力小于动触片13，静触片8在动触片13的弹力作用下，绕第二固定处Y向下运动，在按钮继续操作0.2～0.5mm行程后，静触片8右端接触到外壳1而被停止摆动，触头间的压力恒定，达到设计的指定值，此时电路处于完全导通状态。触头断开则是个相反的过程，在动触头向上运动的过程中，静触头会跟随动触头上向运动0.3mm左右并始终保持两者的紧密贴合，随后静触片8达到极限位置被外壳1限位，此时静触头不再运动，动触头与之分离实现开关的断开动作。

静触片8是半浮动结构，动触头和静触头摆动过程中的支点位置不重合，触点闭合瞬间负载为峰值达到数安培的冲击电流与完全闭合负载为数十毫安的额定电流的接触位置点是不同的，在每个操作周期的闭合动作过程中，两者表面会有相互小量搓动的过程，可有效减缓触头材料的迁移，增加触头的使用寿命，以及提升接触的可靠性。另外，开关完全接通后触头间依靠动触片与静触片自身的弹力维持闭合状态，开关按钮操作继续操作也不会影响触头间的接触压力。同时此半浮动结构具有良好的抗振性，在触点正压方向施加加速度为40G，幅值0.5mm的振动条件下仍具有优异抗瞬间断开性能，具有稳定性强的特点。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种直流小电流器具开关，其特征在于，包括：外壳（1）、上盖（12）、按钮（5）、弹簧（2）、电路板组件、动触片组件和静触片组件；

所述外壳（1）与所述上盖（12）构成开关壳体，所述外壳（1）与所述上盖（12）通过超声波焊接成一体，所述外壳（1）与所述上盖（12）内部设有导轨腔，所述按钮（5）滑动安装在所述导轨腔内，所述按钮（5）左端安装有弹簧（2），所述按钮（5）的右端延伸至所述外壳（1）外，作为所述直流小电流器具开关的操作部；

所述电路板组件包括基板（14）和排线（9），所述排线（9）焊接在所述基板（14）上，所述基板（14）固定安装在所述外壳（1）内，所述基板（14）与所述上盖（12）相接触；

所述动触片组件包括第一动触头（7a）、动触片（13）和第一导线（11），所述第一动触头（7a）铆接在所述动触片（13）上，所述第一导线（11）焊接在所述动触片（13）上，所述动触片（13）固定安装在所述外壳（1）上，所述动触片（13）具有一定弹性，所述动触片（13）与所述外壳（1）连接于第一固定处（X）；

所述静触片组件包括第二动触头（7b）、静触片（8）和第二导线（10），所述第二动触头（7b）铆接在所述静触片（8）上，第二导线（10）焊接在所述静触片（8）上，所述静触片（8）固定安装在所述外壳（1）上，所述静触片（8）具有一定弹性，所述静触片（8）与所述外壳（1）连接于第二固定处（Y）。

2.根据权利要求1所述的直流小电流器具开关，其特征在于，所述基板（14）限位安装在所述外壳（1）上，所述上盖（12）压紧所述基板（14）。

3.根据权利要求1所述的直流小电流器具开关，其特征在于，所述按钮（5）的一侧为方形凸台设计，所述外壳（1）上设有梯形凸起，所述按钮（5）的方形凸台侧利用所述外壳（1）的底面和所述外壳（1）上的梯形凸起形成的空间限位，防止其与静触片（8）及动触片（13）产生干涉。

4.根据权利要求1所述的直流小电流器具开关，其特征在于，所述动触片（13）和所述静触片（8）均定位安装在所述外壳（1）上并利用所述上盖（12）压紧所述动触片（13）和所述静触片（8）。

5.根据权利要求1所述的直流小电流器具开关，其特征在于，所述动触片（13）和所述静触片（8）为片弹簧结构，所述动触片（13）右端呈台阶状结构，所述动触片（13）左端呈“7”字形结构，所述静触片（8）左端呈“7”字形结构；所述动触片（13）和所述静触片（8）的摆臂利用增加圆孔方式形成变截面片弹簧，用于使所述动触片（13）和所述静触片（8）工作状态下应力分布均匀。

6.根据权利要求1所述的直流小电流器具开关，其特征在于，所述静触片（8）右端为半浮动结构且与所述外壳（1）之间有预紧力，所述动触片（13）上的所述第一动触头（7a）与所述静触片（8）上的所述第二动触头（7b）在接触过程中，所述静触片（8）向所述动触片（13）运动的方向小幅摆动，所述动触片（13）和所述静触片（8）摆动过程中的固定处位置不重合摆使触头之间产生小量的横向搓动。

Images