CN2386529Y - 具有过载保护功能的按键式开关 - Google Patents

Abstract

一种具有过载保护功能的按键式开关,包括:壳体、端子部、导电部、驱动部及锁定杠杆;导电部包括两个导电片及合金片,合金片设有一开口端;开口端的一接脚电连接第一端子,另一接脚连接第一导电片的一端,另一端可连接与断开第二端子;驱动部包括压杆、按键及压轮;按键设于压杆上;压轮可枢动地固设于压杆上,其具有一支点部与一抵压部;锁定杠杆枢接于壳体上,具有一供承载压轮支点部的载置部及一抵接合金片的抵接部;本开关结构简单。

Description

具有过载保护功能的按键式开关

本实用新型涉及一种按键式开关，其为一种结构简单，具有过载保护功能，且于过载跳脱之后，可以自动复归至待动作位置的具有过载保护功能的按键式开关。

按键式开关种类相当多，例如：有的包括有一具有导通指示灯，有的具有过载保护功能；其中，就具有过载保护功能的按键式开关而言，在过载跳脱功能方面，采用原理亦有多种，例如：利用保险丝的熔断作为触发条件，有的利用热偶片的受热变形；其中，由于利用保险丝进行过载保护，不具可重复性，因而使用率愈来愈低；以热偶片实现过载保护功能的现有按键式开关中，亦有多种不同方式，例如美国专利第5,786,742号、第5,223,813号、第4,937,548号、第4,661,667号、第4,931,762号、第5,451,729号、第4,704,594号案等公开的开关。

其中，在第5,786,742号专利中，公开一种利用心形梯道72，使按键处于设定位置与复归位置的按键开关，其并公开有一利用合金片75的过热变形，来推动限位座71，而使按键跳脱，进而自动复归；但，在此开关中，由于按键直接动作于接点上，因而，在过载情形下，若按键被卡住而无法跳脱或是被外力按下，仍会使接点导通而发生危险，而且，该该开关使用了四个导电接点，亦即两组接点组完成电路的导通，甚为不经济，且增加发生电弧的机率，此外，其中的合金片75与导接片74之间还需以电线连接，增加组装麻烦。

在第5,223,813号案中是利用一合金片13、一受合金片驱动的杠杆17以及一凸轮动作件27来与翘板动作器33相配合，而使接点7和1相接触与分离，并在合金片13变形时，使杠杆17位移，而使凸轮动作件27丧失支持，进而跳脱；此案虽以间接方式驱动导电片，而能在过载跳脱情形下，防止卡住或动作器33再度被按下时导通接点，然而其构造有些复杂，且导电片与合金片间亦需要另备置电线连接，同时合金片因担负同时连动翘板式动作器与杠杆跳脱的任务，而有误动作的可能，且使用寿命短。

另外，在美国专利第4,937,548号专利中，所公开的电路断路器是藉由一合金片的变形来使锁定杆62变位，而使杠杆52获得支持，进而使导电接点86和82电接触；其虽亦能在过载下防止按键卡住或被再次按下时导通接点，然而，其结构安排不利于开关指示灯的容置，且由于以同一偏动弹簧来抵抗两合金片的变形，易于产生偏斜或力量不足的情形。在美国专利第4,661,667号案中，更公开有一种利用双心形结构来获得两阶锁定的按键式开关，然而，其并不具有过载保护功能，且不具开关指示灯的指示功能。

本实用新型的主要目的在于提供一种结构简单、体积小、组装容易、成本低的具有过载保护功能的按键式开关。

本实用新型的另一目的在于提供一种具足够弹力、且能在达到临界点时，瞬间完成跳脱功能的具过载保护功能的按键式开关。

本实用新型的再一目的在于提供一种可防止误动作，且能够补偿合金片变形位移距离的具过载保护功能的按键式开关。

为达到上述目的，本实用新型采取以下技术措施：

本实用新型的具过载保护功能的按键式开关，包括：

一壳体，具有一按键开口、一压杆导引件以及端子插孔；

一端子部，包括固定于壳体上的至少一第一端子与一第二端子；

其特征在于，还包括一导电部、一驱动部及一锁定杠杆；

导电部包括一第一导电片及一受热可变形的合金片，合金片呈“门”字形，具有一闭合端与一开口端，闭合端受热将由正常位置变至变形位置；开口端具有分开的两接脚，其中一接脚电连第一端子，另一接脚连接第一导电片的一端；第一导电片固定成可常开地位于一闭路位置与一开路位置，且于闭路位置下可导接合金片的另一接脚与第二端子；

驱动部包括一压杆、一按键以及一压轮；压杆由导引件所导引上下移动，且恒向上偏动，并可交替变位于一下降的设定位置与一上升的复归位置；按键设于压杆上与之连动，其上端突出按键开口；压轮可枢动地固设于压杆上，其具有设于其枢轴两侧的一支点部与一用以抵压第一导电片的抵压部；

锁定杠杆枢接于壳体上，且具有一供承载压轮支点部的载置部及一用以抵接合金片闭合端的抵接部，其相应于合金片的正常状态与变形状态，其载置部分别承载与放开支点部。

其中，所述驱动部更包括有一限位杆，所述压杆包括一心形梯道部；限位杆的一端固定于所述壳体上，另一端可动地位于心形梯道部中滑动，且向心形梯道部偏动，交替地处于上升的复归位置与下降的设定位置。

其中，所述合金片开口端的二固定接脚相互向其扁平面的一侧倾斜一特定角度，合金片的闭合端于电路正常下向一侧弯曲，在电路过载下，则向相反方向弯曲。

其中，所述载置部具有一承载台及一供所述支点部反向滑入承载台的反斜面。

其中，还包括一指示灯，其第一接脚与所述第二端子电连接；

端子部还包括一第三端子，其固定于所述壳体上；

所述导电部还包括一第二导电片，其固设于壳体上，第二导电片的一端与第三端子电连接；压杆还包括一支杆，其自压杆延伸出，且被定位成在所述驱动部处于设定位置时，指示灯的第二接脚与第二导电片的另一端电连接。

其中，所述驱动部包括一使所述压杆向上偏动的弹簧，所述指示灯的第一接脚经过弹簧与所述第二端子电连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下效果：

由于本实用新型中导电部合金片的闭合端在电路过载而温升达一定程度后，即会变形而使其中的锁定杠杆移至放开位置，进而使第一导电片与第二端子分离，而获得过载保护功能。上述结构简单，且组装容易，并易于维护，因而能使成本降低。其次，由于通过一具杠杆效能的锁定杠杆来控制动作压轮的跳脱，将可以补偿合金片的变形位移距离，使合金片便于组装。

结合附图及实施例对本实用新型的技术特征详细说明如下：

附图简单说明：

图1：本实用新型按键式开关的第一实施例的立体分解图；

图2：图1所示的按键式开关处于复归位置(OFF)的前视图；

图3：图2所示的按键式开关处于设定位置(ON)的前视图；

图4：图2所示的按键式开关处于设定位置下跳脱状态的前视图；

图5：本实用新型按键式开关的第二实施例的立体分解图；

图6：图5所示的按键式开关处于复归位置(OFF)的前视图；

图7：图5所示的按键式开关处于设定位置(ON)的前视图；

图8：图5所示的按键式开关处于设定位置下跳脱状态的前视图；

图9：图8所示状态下的左视图。

如图1所示，本实用新型的按键式开关包括：一壳体1、一端子部、一导电部、一驱动部、一指示灯70以及一锁定杠杆81；其它部件组装在壳体1中，壳体1上具有一作为压杆导引件的压杆导滑沟3a、一供按键凸出的按键开孔5、三个供端子嵌插的端子插孔7a、7b、7c、一供固定限位杆的限位杆固定部3b、一用以抵顶动作压轮的凸柱3c、一前盖9、一供固定锁定杠杆的偏动弹簧82的固定部3d以及一作为锁定杠杆81的枢轴的活扣轴3e(见图2)。此外，在插孔7a与7b之间并设有一供偏动簧片39固定的插孔。

端子部包括第一端子11、第二端子12以及第三端子13，其中第一端子11与第三端子13连接电源端，第二端子12连接负载端，且各端子分别具有一供插固于壳体1的各插孔7a、7b、7c的插入部11a、12a、13a以及一供与其它构件连接的连接部11b与平台12b，13b。此外，在第二端子的平台12b上并设置有一下电接垫12c，供电接触。

导电部包括一第一导电片31、一热变形合金片33以及一第二导电片35。其中，热变形合金片33呈“门”字形而具有闭合端33c与一开口端，在开口端形成有两供导接的固定接脚33a、33b，固定接脚33a与第一端子11电连接，此两固定接脚通过一由非导电材料作成的支架37固定，支架37呈长方体状，靠近合金片33的一表面从中间向外侧倾斜一特定角度。

藉由两固定接脚33a、33b间的倾角，在未达到特定温度时，合金片33的闭合端33c呈向外侧弯曲状，处于正常位置(如图2所示)；反之，当合金片33因电路过载而升到一特定温度后，合金片33的闭合端33c将瞬间反向向内侧弯曲与偏靠，产生推顶锁定杠杆81的推力，处于如图4所示的变形位置。

在上述构成中，只要能使两接脚33a、33b固定，亦可省略支架37，而仅以螺丝将两接脚33a、33b分别与第一端子11和第一导电片31固接在一起。此外，两接脚33a、33b亦可不呈一倾角固定，亦即合金片33的闭合端在受热时慢慢变形亦可达到动作机能。

第一导电片31为一扁平金属片，且其中一端与合金片33的一个固定接脚33b导电地固接在一起，此端并被固定于支架37上，另一端则与第二端子12电连接，如图2所示，因受一偏动簧片39向上推的作用，而保持常开状。在第一导电片31的常开端上并设有一上电接垫31c，供与第二端子的电接垫12c进行电接触。另外，在第一导电片31的中间适当部位并形成有一向上凸出的小圆凸粒31d，供驱动部作用于其上，以抵抗偏动簧片39的作用力，使第一导电片31的常开端与第二端子12达成电接触。若第一导电片31本身的弹力足够，亦可省略偏动簧片39，小圆凸粒31d亦可在允许情况下省略。

如图2所示，第二导电片35的一端与第三端子13的平台13b电接触，而另一端沿壳体1壁面延伸至上方形成倒钩状向下再形成一水平面。

驱动部包括一可在壳体1内上下移动的压杆5 1、一装载于压杆51上一起上下移动的按键52、一使压杆51向上偏动的弹簧53、一用以限制压杆51定位的限位杆54以及一可枢动地被固定于压杆51上用以驱动第一导电片31的压轮55。

压杆51包括一内部中空而可容纳弹簧53的杆身部511以及一体成型于杆身部511的心形梯道部512、一形成于杆身部511前侧的活扣轴513以及一形成于杆身部511上方侧边可选择性地与第二导电片35接触的支杆514。此外，杆身部511顶端并设置成一内可供容纳并固持指示灯70、外可结合按键52的凹槽515。其中，在杆身部511上并设有一可通至其内部中空部位的穿孔516，供当指示灯70固定于凹槽515之后，指示灯70的一接脚可经由穿孔516延伸至杆身部511内部中空部位，指示灯70的另一接脚连接一电阻器71，电阻器71的另一接脚卷绕于支杆514的末端，以与第二导电片35的一端触接。另外，杆身部511的后侧部并凸出而可供容置于壳体1内的导滑沟3a内，以使压杆51在壳体1内上下滑动。

按键52的内部空间恰可罩住压杆51上端的凹槽515，使指示灯70的光线可以经由按键52的上表面被观察。

弹簧53为一可导电的螺旋状弹簧，其上端可与延伸至杆身部511内部中空部位的指示灯接脚构成电接触，其下端，如图2所示，抵接于第二端子12的平台12b上。

限位杆54呈弯折状，其上端可枢动地嵌入一形成于限位杆固定部3b上的插孔，而下端则可在心形梯道部512中滑动。限位杆54并受一固定于壳体1上的压迫簧片5所偏动，而使其下端恒插入心形梯道部512的滑道内。

压轮55呈一双凸轮状，其中间设有一供压杆51的活扣轴513嵌入其内的圆孔(未标号)，以使压轮55得以绕活扣轴513枢转。压轮55具有一位于其中一凸点的支点部55a以及一位于另一凸点的抵压部55b；抵压部55b用以抵顶第一导电片31上的小圆凸粒31d，支点部55a用以被载置而锁定于锁定杠杆81上，仅使压轮55的抵压部55b在压杆51下降至设定位置时，可获得一足够或更低的下降深度，仅使第一导电片31处于一与第二端子12导通的闭路位置。

锁定杠杆81包括位于其两自由端部的一供合金片33抵接的抵接部81a以及一供承载支点部55a的载置部81b，且锁定杠杆81受一偏动簧片82的偏动而向一锁定位置偏动。锁定杠杆81并设有一枢孔(未标号)，而可藉由该枢孔可枢动地固定于活扣轴3e上。藉此，锁定杠杆81将可对应于合金片33的正常位置与变形位置，而处于一锁定位置与一放开位置。锁定杠杆81并定位成在锁定位置下，载置部81b承载压轮55的支点部55a，使驱动部可以驱动第一导电片31处于导通的闭路位置；而在放开位置下，则因锁定杠杆81的转动，载置部81b离开支点部55a，而使抵压部55b在压杆51处于设定位置下，无法获得足够的下降深度，而无法抵压第一导电片31于闭路状态，而使第一导电片31处于开路位置。偏动簧片82固定于固定部3d上，用以在合金片33处于正常位置时，将锁定杠杆81偏动至其锁定位置，其偏动力小于合金片33的变形推动力。

对按键式开关的动作说明如下：如图1、图2所示，(图2显示本实用新型的按键式开关处于未被按压的复归位置下的OFF状态时，各构件的相关位置)，第一导电片31上的上电接垫31c与第二端子12上的下电接垫12c呈分开状，且第二导电片35的上端与位于支杆514上的电阻71接脚未构成电接触，且此时的限位杆54位于心形梯道部512的下方梯道中。合金片33处于正常位置，锁定杠杆81处于锁定位置，压轮55的支点部55a被锁定杠杆81的载置部81b所承载而被锁定。

当按键式开关的驱动部由上升的复归位置因按键被按下而变到下降的设定位置时，开关将由OFF状态变成ON状态，此时如图3所示，因应压杆51带动心形梯道部512下降，将使限位杆54进入并顶住心形梯道部512的上方梯道凹口，而使压杆51维持于一下降的设定位置；此时，由于活扣轴513的作用，将带动压轮55向下压，且此时因为压轮55的支点部55a被载罩部81b承载，抵压部55b将因杠杆作用而抵顶第一导电片31上的小圆凸粒31d，进而使第一导电片31上的上电接垫31c下降并与第二端子上的下电接垫12c电接触，而使第一端子11经由合金片33、第一导电片31，与第二端子12构成电导通。另一方面，由于支杆514亦随压杆51的下降而下降，位于支杆514左侧的电阻接脚将与第二导电片35的上端构成电接触，而使第三端子13经由第二导电片35、电阻71、指示灯70、弹簧53，而与第二端子12构成电通路，进而使指示灯70点亮。

在按键式开关处于设定位置下的ON状态时，若用电量超过额定电量，合金片33将因受热以及固定接脚的倾斜成弯曲状，在达到一特定温度时由原先的正常位置，瞬间产生变形，变至向内侧弯曲，如图4所示的变形位置。此时，锁定杠杆81将因其抵接部81a被推动，而由锁定位置旋动至一放开位置，进而使锁定杆81的载置部81b脱离压轮55的支点部55a，使支点部55a丧失支撑，连动地，在偏动簧片39的作用下，抵压部55b与第一导电片31将分别向上旋动与移动，进而使第一导电片31与第二端子12分开呈闭路状态，切断第一端子11与第二端子12间的电导通。与此同时，由于第二端子12没有与第一端子构成电气导通，指示灯70将因为没有获得来自第一端子11的电源而熄灭。此时，开关呈一处于设定位置下的跳脱状态，在此状态下，只要合金片33未回复其正常位置，抵压部55b即无法获得充分的下降深度，而无法使第一导电片31与第二端子12导接。即使合金片33稍后回复其正常位置，在开关未被先复归再按下时，抵压部55b仍无法使第一导电片31处于一闭路状态。

在开关进入跳脱状态后，必须经由手动复归之后，才可以再次进入设定位置以及ON状态。手动复归时，按压按键52即可使限位杆54脱离心形梯道部512的上方梯道凹口，而容许按键52与压杆51回复其复归位置，且在回复的同时，虽然支点部55a没有被承载于载置部81b上，而会向下摆动，但由于压轮55上升时，其相反于支点部55a的另一端背部(未标号)会为壳体上的凸柱3c所抵顶(如图2所示)，而使支点部55a回到可为载置部81b所承载的特定高度。此时，开关尚处于复归位置下的跳脱状态。在前述状态下，当合金片33因冷却而回复其正常位置时，锁定杠杆81将回复其锁定位置，而使其载置部81b可以承载支点部55a，进而使开关成为复归位置下的OFF状态。于此OFF状态下，即可重复前述变ON状态的动作。假使合金片33先回复其正常位置之后，开关才被复归，由于载置部81b设计成具有一载置台与一反斜面，压轮55的支点部55a仍能滑顺地经由反斜面返回其载置台。

另一方面，在ON状态下，若没有过载现象，将可持续图3所示的状态，直到被变成OFF状态为止。欲使开关变成OFF状态时，只要再按压按键52一次，即可同于前述复归动作，使限位杆54的下端脱离心形梯道部512的上方梯道凹口，而不会阻挡压杆51的上升，且随着按键52的放开与上升，压轮55将放开对第一导电片31的压迫，而使第一导电片31在偏动簧片39的偏动下与第二端子12分离，而呈开路状态。另一方面，在此同时由于支杆514亦上升，将使电阻接脚与第二导电片35分离，而呈开路状态，进而使第二端子12与第三端子13间的电导通被切断。此时按键式开关恢复图2所示的复归位置。

藉由上述结构，本实用新型的按键式开关除了具有过载保护功能，其结构简单，组装容易，将能降低成本。在上述实施例中，若将第三端子13、第二导电片35、电阻71、指示灯70等省略，仍能实施本实用新型的发明构思。此外，若使抵接部81a的力矩较载置部81b的方矩短，只要合金片33的弹变力量足够，即使合金片33的变形距离短，仍能使锁定杠杆81产生足够使支点部55a丧失支持的位移距离。

如图5所示，其为本实用新型按键式开关的第二实施例的立体分解图；本实用新型的第二实施例大体上与第一实施例相同，差别在于所含的合金片33’、锁定杠杆81’以及压轮55’的形状与配置和第一实施例有所不同。此外，第一端子11’与心形梯道部512’亦作了相对应的变化。

如图5、8所示，本实用新型的第二实施例中的压轮55’具有一位于其中一凸点的支点部55a’以及一位于另一凸点且自压轮面突出延伸的抵压杆55b’；合金片33’具有一闭合端33c’以及同样倾斜固定的两固定接脚33a’和33b’，但其横跨于壳体1’前侧；支架37’的形状呈L形，以供固定合金片33’与第一导电片31’；第一端子11’的连接部11b向上延长并曲折，与合金片33’的接脚33a’连接；锁定杠杆81’包括一抵接部81a’、一具有反斜面且呈凹槽状的载置部81b’以及一伸出两侧的枢轴81c’，其并受一偏动弹簧82’的作用；枢轴81c’架于一形成于壳体1’上的锁定杠杆支撑部3f而能前后旋动，且偏动弹簧82’的一端固定于壳体1’上，另一端推抵抵接部81a’，而使锁定杠杆81’向锁定位置偏动。

基本上，本实施例亦同于第一实施例，开关可处于一复归位置与一设定位置，合金片33’亦可处于一正常位置与一变形位置，锁定杠杆81’亦可因应合金片33’的变形与否而处于一锁定位置与一放开位置，第一导电片31’亦可因应抵压杆55b’的抵压与否，而处于一导通的闭路位置与一断路的开路位置。该开关在复归位置下可分OFF状态与跳脱状态，而在设定位置下亦可分ON状态与跳脱状态。

由于第二实施例的动作情形与第一实施例类似，且其各状态间的变换所涉及的各部构件关系及相对运动亦都与第一实施例相同，因而省略其详细说明，而仅以图6、图7、图8分别显示其OFF状态、ON状态以及跳脱状态作为说明。

如图6所示，在复归位置的OFF状态下，上电接垫31c’与下电接垫12c’分开，支点部55a’为锁定杠杆81’的载置部81b’所承载而被锁住。在设定位置的ON状态下，如图7所示，支点部55a仍被载置部81b’所承载，但压轮55’的抵压杆55b’推顶小圆凸粒31d’，而使上、下电接垫31c’、12c’接触。

图8显示设定位置下的跳脱状态，图9则显示图8所示状态下的侧视图。如图9所示，此时的合金片33’处于一向内侧弯曲的变形状态，并反抗弹簧82’的偏动作用，而使锁定杠杆81’旋动进入放开位置。在此位置下，支点部55a’未被锁定杠杆81’所承载，压轮55’的抵压杆55b’丧失抵压力，第一导电片31’将因偏动簧片39’的作用而向上移动至开路位置，上、下电接垫31c’、12c’分开，而呈跳脱状态。

其它复归情形以及原理等都与第一实施例相同，因而不再重述。但，可理解本实施例的锁定杠杆81’亦可具有放大合金片变形距离的优点，且构造简单、组装容易，实用性强。

以上叙述是借较佳实施例来说明本实用新型的结构特征，并非用于限制本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1、一种具有过载保护功能的按键式开关，包括：

一壳体，具有一按键开口、一压杆导引件以及端子插孔；

一端子部，包括固定于壳体上的至少一第一端子与一第二端子；

其特征在于，还包括一导电部、一驱动部及一锁定杠杆；

导电部包括一第一导电片及一受热可变形的合金片，合金片呈“门”字形，具有一闭合端与一开口端，闭合端受热将由正常位置变至变形位置；开口端具有分开的两接脚，其中一接脚电连第一端子，另一接脚连接第一导电片的一端；第一导电片固定成可常开地位于一闭路位置与一开路位置，且于闭路位置下可导接合金片的另一接脚与第二端子；

驱动部包括一压杆、一按键以及一压轮；压杆由导引件所导引上下移动，且恒向上偏动，并可交替变位于一下降的设定位置与一上升的复归位置；按键设于压杆上与之连动，其上端突出按键开口；压轮可枢动地固设于压杆上，其具有设于其枢轴两侧的一支点部与一用以抵压第一导电片的抵压部；

锁定杠杆枢接于壳体上，且具有一供承载压轮支点部的载置部及一用以抵接合金片闭合端的抵接部，其相应于合金片的正常状态与变形状态，其载置部分别承载与放开支点部。

2、根据权利要求1所述的按键式开关，其特征在于，所述驱动部更包括有一限位杆，所述压杆包括一心形梯道部；限位杆的一端固定于所述壳体上，另一端可动地位于心形梯道部中滑动，且向心形梯道部偏动，交替地处于上升的复归位置与下降的设定位置。

3、根据权利要求1所述按键式开关，其特征在于，所述合金片开口端的二固定接脚相互向其扁平面的一侧倾斜一特定角度，合金片的闭合端于电路正常下向一侧弯曲，在电路过载下，则向相反方问弯曲。

4、根据权利要求1所述的按键式开关，其特征在于，所述载置部具有一承载台及一供所述支点部反向滑入承载台的反斜面。

5、根据权利要求1的按键式开关，其特征在于，还包括一指示灯，其第一接脚与所述第二端子电连接；

端子部还包括一第三端子，其固定于所述壳体上；

所述导电部还包括一第二导电片，其固设于壳体上，第二导电片的一端与第三端子电连接；压杆还包括一支杆，其自压杆延伸出，且被定位成在所述驱动部处于设定位置时，指示灯的第二接脚与第二导电片的另一端电连接。

6、根据权利要求5所述的按键式开关，其特征在于，所述驱动部包括一使所述压杆向上偏动的弹簧，所述指示灯的第一接脚经过弹簧与所述第二端子电连接。

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