JP4972476B2 - スイッチの自動遮断構造 - Google Patents

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本発明は一種の電気回路制御スイッチで、特に電流がオーバーロードになった時に自動的に遮断して非導通となるスイッチ構造を指す。
電源制御スイッチの操作は、主に電流回路の通電(ON)及び非導通(OFF)の2種の作動行程を執行することである。通電(ON)及び非導通(OFF)の2種の機能を執行する以外に、現行の多くのスイッチ構造でも電流オーバーロードで過熱した時に自動的にトリップし非導通となり、電流オーバーロード時の電流回路のヒューズ或いはブレーカーが即時に非導通となるか或いはトリップできない危険性を防いでいる。
各種の周知使われている電源制御スイッチの特許前例は多くある。例えば、出願人が出願した特許文献1、その他の特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6等々があり、これら多くの特許前例には以下のような共通の欠点がある。
(1)連動する部品ユニットが多く、連動する行程が複雑で、押しボタンと末端ユニット間に非即時作動関係が生じる。また製造コストも高くなっている。
(2)作動関係が不確実で、故障の機会が増加し、消費者の使用及び電気利用の安全性に不利である。
(3)電流がオーバーロードになって過熱した時、接触弾性シートが即時に非導通とならないか或いはトリップが不完全で、電気回路は依然として通電或いは一部電流が導通状態にあり、電気回路が引続き加熱して危険である。
(4)電流オーバーロードで過熱した時、接触弾性シートが半トリップ状態になり、接触弾性シートが冷却した時にまた通電状態にトリップ・バックするので、通電、非導通を継続して繰り返すことで火花が生じ、非常に危険である。しかも、電流回路中の電子、電気設備は通電、非導通の反復により、クラッシュ或いは正常に作動できないことから、使用寿命が短くなる、ひいては損害を受けて使用できなくなる。
有効的に電源制御スイッチ内部ユニットの連動作動関係の執行を確実にし、電源制御スイッチ・ユニットを簡略化して製作コストを下げ、電流オーバーロード状態で即時に反応してトリップし非導通となり電力使用の安全性を確保することが、電源制御スイッチ構造を引続き研究改良する製造業者にとって重要な課題になっている。
米国特許第5,262,748号明細書 米国特許第4,167,720号明細書 米国特許第4,937,548号明細書 米国特許第5,223,813号明細書 米国特許第5,451,729号明細書 米国特許第5,558,211号明細書
解決するための技術問題:本発明は通常使用されている各種電源制御スイッチの連動構造のユニットが複雑、製作コストが高い、連動関係が間接的、連動行程の反応が遅い、及び電源制御スイッチは操作上で故障が多い等の欠点を解決することにある。特に、通常使用されている電源制御スイッチは電流オーバーロードで過熱した場合に、即時にトリップし非導通(OFF)とならないか、或いはトリップが不完全で、電気回路は継続して通電している過熱状態にあるのを解決する、及びオーバーロードで過熱した時、接触弾性シートが半トリップ状態になり、接触弾性シートが冷却した時にまたトリップ・バックして通電状態に戻り、通電、非導通の反復により、火花が発生して危険になる問題を解決することである。
問題解決の技術手段:一種のスイッチの自動遮断構造で、それは1つの押しボタンの活動回転軸を受ける箱体で、押しボタンの一端に下向きに延伸部が設置され、延伸部には1つの湾曲状の溝が設置され、押しボタンと箱体の間には1つの弾性部品が組み込まれ、当該弾性部品は押しボタンに1つの弾性力を与えている。前述の延伸部の溝の中には1つの連動部品の一端である棒状体が嵌め込まれ、当該棒状体は延伸部の溝中を往復移動し位置決めする。当該連動部品の別の一端は1つの挟み部で、当該挟み部の活動クリップは1つの接触シートの自由端を挟み持っている。押しスイッチの揺れにより当該連動部品が押されて接触シートが引っ張られ、接触シートの自由端を上下にトリップさせて、電気回路の通電(ON)或いは非導通(OFF)状態を形成する。押しボタンが電気回路導通(ON)の位置にある時、当該連動部品の棒状体は押しボタンの延伸部の溝中の1つの自由移動空間にあり、電流がオーバーロードになった時、接触シートが熱を受けて変形し自由に反対方向にジャンプし、連動部品或いは押しボタンの阻害を受けることなく、電気回路の非導通(OFF)を形成するものである。
請求項1の発明は、箱体、押しボタン、連動部品及び接触シートを含み、
当該箱体は中空状であり、その上方には1つの開口部が設置され、箱体の底面には少なくとも2つの接触端子が組立てられ、
当該押しボタンは1つの帽状体で、押しボタンは箱体の開口部に枢接され、押しボタンが回転軸を中心にして揺り動くようにし、押しボタンの一端には延伸部が設置され、当該延伸部には1つの溝が設置され、当該溝の中には活動する連動部品の一端が嵌め込まれ、押しボタンが下向きに右、左押されると、相対的に連動部品を上下に作動させ、
当該連動部品の一端には1つの棒体が設置され、当該棒体が活動的に前述押しボタンの延伸部の溝の中に嵌め込まれ、且つ棒体は当該溝の中で往復移動、位置決めでき、連動部品の別の一端は接触シートの自由端を挟み、
当該接触シートは1つの弾性を具備した金属シート体で、その一端は第1接触端子に固定して組み込まれ、接触シートのシート体は2つの側に向かってトリップすることができ、接触シートの別の一端は自由端であり、接触シートのシート体で1つの接触部を形成し、当該接触部の一辺と接触シートのシート体は接続していて、接触部の別の一端は自由端であり、接触部の自由端には第1接点が組立て設置されていて、前述の第2接点に対応し、接触部の自由端は相対して接触シートシート体の平面に突出し、接触部の自由端と接触シートの自由端は相互に反対方向へ湾曲トリップする状態を保持し、接触シートと接触部が熱を受けた時、それぞれ変形して反対に湾曲し、別の一側に向かってトリップし、
押しボタンが電気回路導通の位置にある時、当該連動部品上端の棒体は押しボタンの延伸部の溝の中の下向き自由移動空間△S1にあり、当該自由移動空間△S1は連動部品の棒体に溝の中を自由に下向きに移動できる経路を提供していて、連動部品全体の下向き移動が押しボタン及び押しボタンの延伸部の制限を受けず、接触シートの自由端の下向きトリップも制限を受けなく、電流がオーバーロードになった時、接触シートは熱を受けて反対に湾曲変形し、接触シートの自由端は自由に下向きにトリップでき、接触シートの接触部の自由端を上向きに反対にトリップさせ、接触部上の第1接点と第2接点が分離して、電気回路の非導通を形成することを特徴とするスイッチの自動遮断構造としている。
請求項2の発明は、当該箱体には少なくとも2つの接触端子が組立てられ、それぞれ第1、第2接触端子とし、第1接触端子の上方湾曲部には接触シートの一端が固定組立てられ、第2接触端子の上方には1つの第2接点が結合されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造としている。
請求項3の発明は、当該押しボタンの延伸部の溝は1つの水平溝、下向きに延長した1つの直立溝で、おおよそ1つの逆さL字形の湾曲状を呈し、および電気回路が導通の位置にある時、当該連動部品の棒体は押しボタン延伸部の溝の直立層の中で、1つの自由移動空間△S1を有していることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造としている。
請求項4の発明は、更に、押しボタンと前述の箱体の間には1つの弾性部品が組み込まれ、当該弾性部品は押しボタンの一端に上向き弾性力を与え、
電流のオーバーロードによるトリップ、非導通状態では、当該連動部品上端の棒体は押しボタンの延伸部の溝下端にあり、自由移動空間△S2を形成し、当該移動空間△S2は押しボタンの延伸部に溝に沿って下向きに自由に移動できる経路を提供し、即ち、押しボタン右端及び延伸部の下向き移動の作動は連動部品の棒体の制限を受けなく、この時、押しボタン右端の延伸部は連動部品の棒体の上向き押さえ、制限を受けず、且つ押しボタンの左端は弾性部品の弾性力を上向きに受けるため、押しボタンの左端は上向きに、右端は下向きに回り、押しボタンは一般的な非導通の再使用状態に復帰することを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造としている。
請求項5の発明は、当該弾性部品は1つの螺旋バネで、螺旋バネの中段は巻付け部で、端は延長した自由端であり、
また、箱体の内側面には1つの横向き軸棒と1つの凸棒が設置され、
螺旋バネの巻付け部が軸棒に嵌め込まれ、螺旋バネの1つの自主端は前述の押しボタンの一端の下方に押さえられ、別の1つの自由端は圧縮された後凸棒を抑えられて、螺旋バネが圧縮された後の弾性回復力により押しボタンに1つの弾性力を与えていることを特徴とする請求項4記載のスイッチの自動遮断構造としている。
請求項6の発明は、当該連動部品の一端には挟み部が設置され、当該挟み部の活動クリップは当該接触シートの自由端を挟んでいることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造としている。
請求項7の発明は、当該挟み部は連動部品の下端ホックとホック上方の湾曲状シート体で形成された挟み込み空間であり、当該挟み込み空間の幅は接触シートの厚さより大きいことを特徴とする請求項6記載のスイッチの自動遮断構造としている。
請求項8の発明は、当該接触シートは複合金属シートであることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造としている。
本発明はスイッチ自動遮断構造で、その主要目的は、押しボタンの一端の延伸部と連動部品の活動嵌め込みユニットを利用し、並びに嵌め込み場所には1つの活動移動できる溝が形成されていて、押しボタンが電気回路導通(ON)の位置にある時、当該溝は連動部品に1つの自由に移動できる空間を与えていて、電流がオーバーロードになった時、接触シートは熱を受けて変形し、自由に反対方向にジャンプし、連動部品或いは押しボタンの阻害を受けることなく、電気回路の非導通(OFF)状態を形成する。且つ完全にトリップし非導通状態になるので、安全な電気使用の目的を達成することである。
本発明の次の目的は、押しボタンが連動部品の当該接触シートの自由端を押す、引く作動をもたらすことを利用し、直接接触シートのトリップを制御して電気回路の導通(ON)或いは非導通(OFF)を形成させ、電源制御スイッチの連動ユニットを有効的に簡略化し、スイッチの連動を更に直接、迅速にさせることで、ユニット連動時の遅延問題を減少させ、電源制御スイッチの故障も低減させることである。
本発明の更なる目的は、電流のオーバーロードによりトリップした後、スイッチの押しボタンは自動的に一般の非導通(OFF)の再使用状態に復帰して、使用者は押しボタンの位置からスイッチがすでにトリップして非導通となっていることがはっきりわかり、使用者に利便性があることである。
本発明のまた更なる目的は、電源制御スイッチの全体連動ユニットを簡略化して組立を用意にし、有効的に製造コストを下げ、並びに電源制御スイッチ構造の使用寿命を延長させて、消費使用者の支出を減少させることにある。
図1から図3に示すのは、本発明実施例の立体組立図、非導通(OFF)状態の組立縦断面図、通電(ON)状態の組立縦断面図である。本発明にある一種のスイッチ自動遮断構造は、1つの箱体1、1つの押しボタン2、1つの連動部品3、及び1つの接触シート4が含まれ、そのうち、当該箱体1は中空状であり、その上方には1つの開口部10が設置され、箱体1の底面には少なくとも2つの接触端子が組立てられている。本実施例では2つの接触端子をそれぞれ第1、第2接触端子11、12とし、第1接触端子11の上方湾曲部には前述接触シート4の固定端が固定組立てられ、第2接触端子12の上方には1つの第2接点121が結合されている。箱体1と前述の押しボタン2の間には1つの弾性部品13が組み込まれ、当該弾性部品13は押しボタン2に1つの弾性力を与えている。本実施例では、当該弾性部品13は1つの螺旋バネで、螺旋バネの中段は巻付け部で、端は延長した自由端である。箱体1の内側面には1つの横向き軸棒14と1つの凸棒15が設置され、螺旋バネの巻付け部が軸棒14に嵌め込まれ、螺旋バネの1つの自主端は前述の押しボタン2の一端(左側)の下方に押さえられ、別の1つの自由端は圧縮された後凸棒15を抑えられて、螺旋バネが圧縮された後の弾性回復力により押しボタン2に1つの弾性力を与えている。図2、図3参照。
当該押しボタン2は1つの帽状体で、押しボタン2の両側面では活動的に回転軸が箱体1の開口部10に接していて、押しボタン2が回転軸を中心にして揺り動くようにしている。押しボタン2の一端(右端、前述の弾性部品(螺旋バネ)13を抑えているのとは違う一端)には下向きに延伸部21が設置され、当該延伸部21には1つの溝22が設置されている。当該溝22は1つの水平溝、下向きに延長した1つの直立溝で、おおよそ1つの逆さL字形の湾曲状をなしている。溝22の中には活動する連動部品3の一端(上端)が嵌め込まれている。押しボタン2が下向きに右、左押されると、相対的に連動部品3が上下に作動する。
当該連動部品3の一端(上端)には1つの横向きの棒体31が設置され、当該棒体31が活動的に前述押しボタン2の延伸部21の溝22の中に嵌め込まれ、且つ棒体31は当該溝22の中で反復移動、位置決めできる。連動部品3の別の一端(下端)には挟み部32が設置され、当該挟み部32の活動クリップは当該接触シート4の自由端を挟んでいる。本実施例では、挟み部32は連動部品3の下端ホック33とホック33上方の湾曲状シート体34で形成された挟み込み空間で、当該挟み込み空間の幅は接触シート4の厚さよりやや大きい。
当該接触シート4は1つの弾性を有した金属シート体で、その一端は第1接触端子11に固定して組み込まれ、円弧状を形成していて、接触シート4のシート体は2つの側に向かってトリップできる。接触シート4の別の一端は自由端である。接触シート4のシート体には逆U字型の溝が設置され、中央部に1つの接触部41を形成している。当該接触部41の一辺(固定端)と接触シート4のシート体は接続していて、接触部41の別の一端は自由端である。接触部41の自由端には1つの接点411が組立て設置されていて、接触部41の自由端は相対して接触シート4シート体の平面に突出している(図2、図3参照)。しかも、接触シート4の自由端が下向きに湾曲してトリップした時、接触部41の自由端は上向きに反対に湾曲してトリップする。接触シート4の自由端が上向きに湾曲してトリップした時、接触部41の自由端は下向きに反対に湾曲してトリップする。即ち、接触シート4の自由端と接触シート41の自由端は相互に反対方向へ湾曲してトリップする状態を保持している。
本発明は一般の非導通(OFF)と通電(ON)の実施状態において、図2を参照してください。押しボタン2の右端が下向きに押された時、連動部品3が下向きに移動し、連動部品3の挟み部32にはさまれている接触シート4の自由端が下向きにトリップし、接触シート4の接触部41の自由端を上向きに反対トリップさせ、接触部41上の第1接点411と第2接触端子12の第2接点121が分離して、非導通(OFF)状態になる。即ち、図3の通電(ON)状態から図2の非導通(OFF)状態になる。
押しボタン2の左側が下向きに押された時、図3を参照してください。当該押しボタン右側の延伸部21は上に向き、連動部品3が上向きに移動し、連動部品3の挟み部32に挟まれている接触シート4の自由端が上向きにトリップして、接触シート4の接触部41の自由端を下向きに反対トリップさせ、接触部41上の第1接点411と第2接触端子12の第2接点121が接触して、通電(ON)状態になる。即ち、図2の非導通(OFF)状態から図3の通電(ON)状態になるる。
上述したように、押しボタン2の右側、左側を反復押して揺り動かすことで、押しボタン2の延伸部21が連動部品3を下向き、上向きに移動させ、連動部品3の挟み部32に挟まれている接触シート4の自由端が上、下にトリップして、接触部41の第1接点411と第2接触端子12の第2接点121を分離、接触させて、電気回路の非導通(OFF)或いは通電(ON)状態を形成することで、本発明を一種の直接連動する簡易作動のスイッチ構造にしている。
また、押しボタンが電気回路導通(ON)の位置にある時、図3、図4を参照してください。当該連動部品3上端の棒体31は押しボタン2の延伸部21の溝22の直立溝中の下向き自由移動空間△S1にあり、当該自由移動空間△S1は連動部品3の棒体31に溝22の中を自由に下向きに移動できる経路を提供していて、連動部品3全体が下向きに移動した時押しボタン2及び押しボタン2の延伸部21の制限を受けず、同時に、接触シート4の自由端の下向きトリップも制限を受けない。電流がオーバーロードになった時、接触シート4は熱を受けて反対に湾曲(下向きに湾曲)変形し、接触シート4の自由端は自由に下向きにトリップでき、接触シート4の接触部41の自由端を上向きに反対トリップさせて、接触部41上の第1接点411と第2接触端子12の第2接点121が分離して、電気回路の非導通(OFF)を形成する。図5を参照してください。
図5、図6を参照してください。電流のオーバーロードで遮断して非導通(OFF)となった状態では、連動部品3上の棒体31は押しボタン2の延伸部21の溝22下端にあり、自由移動空間△S2を形成している。当該移動空間△S2は押しボタン2の延伸部21の溝22に沿って下向きに自由に移動できる経路を提供している。即ち、押しボタン2右端及び延伸部21の下向き移動作動は連動部品3の棒体31の制限を受けない。この時押しボタン2右端の延伸部21は連動部品3の棒体31の上向き押さえ、制限を受けず、且つ押しボタン2の左端は弾性部品13の弾性力を上向きに受けるため、押しボタン2の左端は上向きに、右端は下向きに揺れ動いて、押しボタン2は一般の非導通(OFF)の再使用状態に復帰する。図2参照。
本発明の作動過程は簡単、迅速である。電流はオーバーロードの時、スイッチ部品の作動による阻害を受けず、接触シート4及び接触部41は熱を受けて変形し反対方向にトリップし、電気回路を完全な非導通(OFF)状態にするため、電気使用の安全性を確実に達成できる。同時に、押しボタン2はまた電流オーバーロードでトリップした後、自動的に一般の非導通(OFF)の再使用状態に復帰するので、使用の利便性を有している。
本発明実施例の立体分解図である。 本発明実施例の組立縦断面図であり、本発明実施例の非導通(OFF)状態を表示するのである。 本発明実施例の組立縦断面図であり、本発明実施例の通電(ON)状態を表示するのである。 図3の局部拡大図であり、伝動部品の棒体と押しボタンの延伸部の溝間の自由移動空間△S1を表示するのである。 本発明実施例の組み立て断面図であり、本発明実施例が通電(ON)情況で電流オーバーロードになった時、接触シートと接触部が反対に湾曲してトリップし、連動部品の自由移動を推進して、非導通(OFF)状態になることを表示するのである。 図5の局部拡大図であり、連動部品の棒体と押しボタンの延伸部の溝間の自由移動空間△S2を表示するのである。
1 箱体
10 開口部
11 第1接触端子
12 第2接触端子
121 第2接点
13 弾性部品
14 軸棒
15 凸棒
2 押しボタン
21 延伸部
22 溝
3 連動部品
31 棒体
32 挟み部
33 ホック
34 シート体
4 接触シート
41 接触部
411 第1接点
△S1 自由移動空間
△S2 自由移動空間

Claims (8)

  1. 箱体、押しボタン、連動部品及び接触シートを含み、
    当該箱体は中空状であり、その上方には1つの開口部が設置され、箱体の底面には少なくとも2つの接触端子が組立てられ、
    当該押しボタンは1つの帽状体で、押しボタンは箱体の開口部に枢接され、押しボタンが回転軸を中心にして揺り動くようにし、押しボタンの一端には延伸部が設置され、当該延伸部には1つの溝が設置され、当該溝の中には活動する連動部品の一端が嵌め込まれ、押しボタンが下向きに右、左押されると、相対的に連動部品を上下に作動させ、
    当該連動部品の一端には1つの棒体が設置され、当該棒体が活動的に前述押しボタンの延伸部の溝の中に嵌め込まれ、且つ棒体は当該溝の中で往復移動、位置決めでき、連動部品の別の一端は接触シートの自由端を挟み、
    当該接触シートは1つの弾性を具備した金属シート体で、その一端は第1接触端子に固定して組み込まれ、接触シートのシート体は2つの側に向かってトリップすることができ、接触シートの別の一端は自由端であり、接触シートのシート体で1つの接触部を形成し、当該接触部の一辺と接触シートのシート体は接続していて、接触部の別の一端は自由端であり、接触部の自由端には第1接点が組立て設置されていて、前述の第2接点に対応し、接触部の自由端は相対して接触シートシート体の平面に突出し、接触部の自由端と接触シートの自由端は相互に反対方向へ湾曲トリップする状態を保持し、接触シートと接触部が熱を受けた時、それぞれ変形して反対に湾曲し、別の一側に向かってトリップし、
    押しボタンが電気回路導通の位置にある時、当該連動部品上端の棒体は押しボタンの延伸部の溝の中の下向き自由移動空間△S1にあり、当該自由移動空間△S1は連動部品の棒体に溝の中を自由に下向きに移動できる経路を提供していて、連動部品全体の下向き移動が押しボタン及び押しボタンの延伸部の制限を受けず、接触シートの自由端の下向きトリップも制限を受けなく、電流がオーバーロードになった時、接触シートは熱を受けて反対に湾曲変形し、接触シートの自由端は自由に下向きにトリップでき、接触シートの接触部の自由端を上向きに反対にトリップさせ、接触部上の第1接点と第2接点が分離して、電気回路の非導通を形成することを特徴とするスイッチの自動遮断構造。
  2. 当該箱体には少なくとも2つの接触端子が組立てられ、それぞれ第1、第2接触端子とし、第1接触端子の上方湾曲部には接触シートの一端が固定組立てられ、第2接触端子の上方には1つの第2接点が結合されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造。
  3. 当該押しボタンの延伸部の溝は1つの水平溝、下向きに延長した1つの直立溝で、おおよそ1つの逆さL字形の湾曲状を呈し、および電気回路が導通の位置にある時、当該連動部品の棒体は押しボタン延伸部の溝の直立層の中で、1つの自由移動空間△S1を有していることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造。
  4. 更に、押しボタンと前述の箱体の間には1つの弾性部品が組み込まれ、当該弾性部品は押しボタンの一端に上向き弾性力を与え、
    電流のオーバーロードによるトリップ、非導通状態では、当該連動部品上端の棒体は押しボタンの延伸部の溝下端にあり、自由移動空間△S2を形成し、当該移動空間△S2は押しボタンの延伸部に溝に沿って下向きに自由に移動できる経路を提供し、即ち、押しボタン右端及び延伸部の下向き移動の作動は連動部品の棒体の制限を受けなく、この時、押しボタン右端の延伸部は連動部品の棒体の上向き押さえ、制限を受けず、且つ押しボタンの左端は弾性部品の弾性力を上向きに受けるため、押しボタンの左端は上向きに、右端は下向きに回り、押しボタンは一般的な非導通の再使用状態に復帰することを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造。
  5. 当該弾性部品は1つの螺旋バネで、螺旋バネの中段は巻付け部で、端は延長した自由端であり、
    また、箱体の内側面には1つの横向き軸棒と1つの凸棒が設置され、
    螺旋バネの巻付け部が軸棒に嵌め込まれ、螺旋バネの1つの自主端は前述の押しボタンの一端の下方に押さえられ、別の1つの自由端は圧縮された後凸棒を抑えられて、螺旋バネが圧縮された後の弾性回復力により押しボタンに1つの弾性力を与えていることを特徴とする請求項4記載のスイッチの自動遮断構造。
  6. 当該連動部品の一端には挟み部が設置され、当該挟み部の活動クリップは当該接触シートの自由端を挟んでいることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造。
  7. 当該挟み部は連動部品の下端ホックとホック上方の湾曲状シート体で形成された挟み込み空間であり、当該挟み込み空間の幅は接触シートの厚さより大きいことを特徴とする請求項6記載のスイッチの自動遮断構造。
  8. 当該接触シートは複合金属シートであることを特徴とする請求項1記載のスイッチの自動遮断構造。
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