开关装置的制作方法

1.本实用新型涉及低压电气领域，具体涉及一种开关装置。


背景技术：

2.小型化和智能化已成为低压电器元器件的发展趋势，以使低压电器产品能在尽量小的体积里实现多种功能，以满足不同的场合应用需求。
3.操作机构作为电器产品内部最基本的功能模块，在整个电器产品的结构布局中占有较大的空间比例，操作机构的小型化、紧凑化成为实现电器产品小型化和智能化的关键因素；而且低压电器的接触系统在长时间使用后，其活动接触件和静止接触件上会产生氧化膜，影响接触系统的导电性能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种开关装置，其操作系统结构更紧凑、占用空间更小，而且接触系统导电性良好。
5.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种开关装置，其包括操作系统和接触系统；所述接触系统包括活动接触件、静止接触件和安装结构，活动接触件包括分别设置在其一端和中部的第一导向结构和第二导向结构，活动接触件另一端与静止接触件配合，活动接触件通过第一导向结构转动设置在安装结构上；所述操作系统包括定位结构，分别转动设置的操作件、支撑结构和致动结构，第一传动结构，第二传动结构，第二铰接结构以及导向结构；所述操作件在其摆动行程的两端分别与定位结构限位配合，操作件与第一传动结构一端转动相连，第一传动结构另一端通过第一铰接结构与第二传动结构一端转动相连，第二传动结构另一端与第二铰接结构相连，第二铰接结构与第二导向结构配合且滑动设置在导向结构上；所述支撑结构与致动结构搭扣配合，支撑结构包括支撑结构导向结构，第一铰接结构滑动设置在支撑结构导向结构上；所述活动接触件与静止接触件闭合或断开过程中，第一导向结构相对于安装结构移动且第二导向结构相对于第二铰接结构移动。
7.优选的，所述第一导向结构为腰型孔或腰型槽，第二导向结构为腰型孔或腰型槽；所述安装结构为接触件安装轴，第二铰接结构为接触件铰接轴；所述导向结构为腰型导向槽，接触件铰接轴滑动插置在腰型导向槽内。
8.优选的，所述接触系统还包括接触件弹簧，接触件弹簧一端固定设置，另一端与活动接触件配合，向活动接触件施加作用力，在活动接触件和静止接触件闭合时使活动接触件压紧静止接触件，在活动接触件和静止接触件分断过程中，接触件弹簧为活动接触件向远离静止接触件所在方向摆动提供驱动力。
9.优选的，所述接触件弹簧为扭簧，安装结构为接触件安装轴，接触件弹簧套设在接触件安装轴上。
10.优选的，所述接触件弹簧一端固定设置，另一端与活动接触件的位于第一导向结
构和第二导向结构之间的部分配合。
11.优选的，所述开关装置还包括接触件限位结构，活动接触件和静止接触件分断后，活动接触件被接触件限位结构限位。
12.优选的，所述操作件通过第一传动结构和第二传动结构驱动活动接触件与静止接触件闭合或断开时，支撑结构和致动结构保持搭扣配合且保持静止。
13.优选的，所述开关装置处于合闸状态时，致动结构受外力驱动转动使其解除与支撑结构的搭扣配合，第一铰接结构驱动支撑结构转动，同时支撑结构驱动致动结构向远离支撑结构的方向摆动。
14.优选的，所述支撑结构一端绕支撑结构安装轴转动设置，另一端与致动结构搭扣配合，致动结构一端绕致动结构安装轴转动设置，操作件绕操作件安装轴转动设置。
15.优选的，所述安装结构为接触件安装轴，支撑结构安装轴、致动结构安装轴、操作件安装轴和接触件安装轴平行设置且分别位于一个四边形的四个顶点处。
16.优选的，所述活动接触件与静止接触件闭合时，第一铰接结构对支撑结构施加的力矩，与致动结构对支撑结构施加的力矩大小相等且方向相反，致动结构对支撑结构施加作用力的力臂，大于第一铰接结构对支撑结构施加作用力的力臂。
17.优选的，所述支撑结构导向结构为设置在支撑结构上的支撑结构腰型导向孔，第一铰接结构为铰接轴，第一传动结构通过该铰接轴与第二传动结构转动相连且该铰接轴滑动插置在跳扣结构腰型导向孔内。
18.优选的，所述支撑结构包括支撑结构锁定部和支撑结构驱动部；所述致动结构包括致动结构锁定部和致动结构受动部；所述支撑结构锁定部与致动结构锁定部搭接限位配合使支撑结构与致动结构搭扣配合；所述致动结构受外力驱动转动解除与支撑结构的搭扣配合后，第一铰接结构驱动支撑结构转动，支撑结构通过支撑结构驱动部和致动结构受动部的配合，驱动致动结构向远离支撑结构所在方向转动。
19.优选的，所述操作系统还包括致动结构复位弹簧，致动结构复位弹簧为扭簧，套设在致动结构安装轴上，一端被限位，另一端与致动结构配合。
20.本实用新型开关装置，其操作系统结构紧凑、占用空间小；其活动接触件与静止接触件闭合时，活动接触件能相对于静止接触件滑动，从而通过相对摩擦将活动接触件和静止接触件表面的异物去除，有利于保持和提高接触系统的导电性；而且所述活动接触件和静止接触件构成一个双滑块机构，有利于增大活动接触件在静止接触件表面摩擦的距离，有利于进一步提高去除异物的效果。
附图说明
21.图1是本实用新型开关装置的结构示意图，开关装置处于合闸状态；
22.图2是本实用新型开关装置的结构示意图，开关装置处于分闸状态；
23.图3是本实用新型开关装置的结构示意图，开关装置处于脱扣状态。
具体实施方式
24.以下结合附图1-3给出的实施例，进一步说明本实用新型的开关装置的具体实施方式。本实用新型的开关装置不限于以下实施例的描述。
25.如图1-3所示，本实用新型开关装置，其包括操作系统和接触系统；所述接触系统包括活动接触件6、静止接触件8和安装结构6s，活动接触件6包括分别设置在其一端和中部的第一导向结构6-0和第二导向结构6-1，活动接触件6另一端与静止接触件8配合，活动接触件6通过第一导向结构6-0转动设置在安装结构6s上；所述操作系统包括定位结构，分别转动设置的操作件2、支撑结构4和致动结构5，第一传动结构3，第二传动结构7，第二铰接结构6-7m以及导向结构9；所述操作件2在其摆动行程的两端分别与定位结构限位配合，操作件2与第一传动结构3一端转动相连，第一传动结构3另一端通过第一铰接结构与第二传动结构7一端转动相连，第二传动结构7另一端与第二铰接结构6-7m相连，第二铰接结构6-7m与第二导向结构6-1及配合且滑动设置在导向结构9上；所述支撑结构4与致动结构5锁扣配合，支撑结构4包括支撑结构导向结构4-2，第一铰接结构滑动设置在支撑结构导向结构4-2上；所述活动接触件6与静止接触件8 闭合或断开过程中，第一导向结构6-0相对于安装结构6s移动且第二导向结构6-1相对于第二铰接结构6-7m移动。进一步的，所述活动接触件6与静止接触件8闭合或断开过程中，第一铰接结构在支撑结构导向结构4-2 上滑动；所述操作件2驱动操作系统执行合闸或分闸操作时，支撑结构4 和致动结构5保持搭扣配合且保持静止；所述致动结构5转动使其与支撑结构4解除搭扣配合后，操作系统脱扣，活动接触件6与静止接触件8分断。
26.所述“支撑结构4与致动结构5搭扣配合”指的是二者通过结构特征可分离式的搭接在一起以形成搭扣配合，致动结构5在受外力驱动时可以解除与支撑结构4的搭扣配合。具体的，如图2所示，所述支撑结构4的支撑结构锁定部4-0与致动结构5的致动结构锁定部5-0搭接限位配合，以实现支撑结构4与致动结构5的搭扣配合。
27.本实用新型开关装置，其操作系统结构紧凑、占用空间小；其活动接触件与静止接触件闭合时，活动接触件能相对于静止接触件滑动，从而通过相对摩擦将活动接触件和静止接触件表面的异物(例如氧化膜、杂质颗粒等)去除，有利于保持和提高接触系统的导电性；而且所述活动接触件和静止接触件构成一个双滑块机构，有利于增大活动接触件在静止接触件表面摩擦的距离，有利于进一步提高去除异物的效果。
28.如图1-3所示，所述第一导向结构6-0为腰型孔或腰型槽，第二导向结构6-1为腰型孔或腰型槽；所述安装结构6s为接触件安装轴，第二铰接结构6-7m为接触件铰接轴。
29.具体的，本实用新型开关装置中，第一导向结构6-0和第二导向结构 6-1均优选为腰型孔，分别为端部腰型孔和中部腰型孔；如图2所示，本实用新型开关装置处于分闸状态，活动接触件6和静止接触件8分断，活动接触件6的端部腰型孔的左端与接触件安装轴限位配合，操作件2位于分闸位置；所述操作件2通过第一传动结构3和第二传动结构7驱动活动接触件6运动时，第二铰接结构6-7m同时沿导向结构9和第二导向结构6-1 滑动；当所述操作件2向合闸位置摆动时，通过第一传动结构3和第二传动结构7驱动活动接触件6摆动，在活动接触件6与静止接触件8接触之前，端部腰型孔与接触件安装轴形成铰接连接副，活动接触件6绕接触件安装轴转动，活动接触件6与静止接触件8接触后，活动接触件6沿静止接触件8的接触面滑动，同时活动接触件6开始以接触件铰接轴为轴转动，使端部腰型孔开始相对于接触件安装轴移动，而且活动接触件6的中部腰型孔也相对于接触件铰接轴移动，由此活动接触件6和静止接触件8构成一个双滑块机构。
30.如图1-3所示，所述导向结构9为腰型导向槽，接触件铰接轴滑动插置在腰型导向
槽内。进一步的，所述腰型导向槽的延伸方向与中部腰型孔的延伸方向交叉。具体的，所述腰型导向槽固定设置，可以设置在单独的构件上，也可以设置在用于安装和容纳操作系统的安装位壳体或支架上。
31.如图1-3所示，所述定位结构包括相对间隔设置的第一定位结构1-0 和第二定位结构1-1，在操作件2的摆动行程的两端分别与操作件2限位配合；操作人员通过拨动操作件2，使操作件2在其摆动行程的两端之间切换以驱动开关装置合闸或分闸。具体的，所述定位结构可以由用于安装和容纳操作系统的安装位壳体或支架的部分实现，或者通过单独设置实现。
32.如图1-3所示，所述操作件2包括操作件操作部2-0和操作件连接部 2-1，操作件连接部2-1转动设置且与第一传动结构3一端转动相连，操作件操作部2-0与操作件连接部2-1相连且在第一定位结构1-0和第二定位结构1-1之间摆动，在操作件2的摆动行程的两端分别与第一定位结构1-0 和第二定位结构1-1限位配合。
33.所述接触系统还包括接触件弹簧，接触件弹簧一端固定设置，另一端与活动接触件6配合，向活动接触件6施加作用力，在活动接触件6和静止接触件8闭合时使活动接触件6压紧静止接触件8，以保证二者之间具有一定的闭合压力，从而保证接触系统良好的导电性能，在活动接触件6和静止接触件8分断过程中接触件弹簧为活动接触件6向远离静止接触件8 所在方向摆动提供驱动力，从而使活动接触件6快速与静止接触件8分离，有利于提高开关装置的分断性能。具体的，如图1所示方向，所述活动接触件6与静止接触件8闭合时，接触件弹簧向活动接触件6施加作用力，使活动接触件6具有绕接触件铰接轴6-7m顺时针转动的趋势，使活动接触件6压紧静止接触件。如图1和2所示方向，所述活动接触件6与静止接触件8分断过程中，接触件弹簧向活动接触件6施加作用力，使活动接触件6先绕其与静止接触件8的接触点为轴顺时针转动，使端部腰型孔(即第一导向结构6-0)的左端与接触件安装轴(即安装结构6s)接触，然后接触件弹簧使活动接触件6绕接触件安装轴逆时针转动，使活动接触件6 与静止接触件8分断并远离静止接触件8。需要指出的，所述“活动接触件 6和静止接触件8分断过程”包括通过操作件2驱动操作系统执行分闸操作导致的活动接触件6和静止接触件8的分断过程以及操作系统脱扣导致的活动接触件6和静止接触件8的分断过程。
34.所述接触件弹簧一端固定设置，另一端与活动接触件6的位于第一腰型孔6-0和第二腰型孔6-1之间的部分配合。进一步的，所述接触件弹簧固定设置的一端可以固定设置在安装位壳体或支架上
35.所述接触件弹簧为扭簧，套设在接触件安装轴上。
36.作为其他的实施例，所述接触件弹簧还可以是拉簧或扭簧。
37.如图1-3所示，所述开关装置还包括接触件限位结构1-2，接触件限位结构1-2固定设置，活动接触件6和静止接触件8分断后，活动接触件6 被接触件限位结构1-2限位。进一步的，所述活动接触件6和静止接触件8 分断后，接触件弹簧向活动接触件6施加作用力使其抵靠在接触件限位结构1-2上与其限位配合；所述接触件限位结构1-2和静止接触件8分别位于活动接触件6两侧。
38.具体的，所述定位结构可以由用于安装和容纳操作系统的安装位壳体或支架的部分实现，或者通过单独设置实现。
39.如图1-3所示，所述支撑结构4一端绕支撑结构安装轴4s转动设置，另一端与致动
结构5锁扣配合，致动结构5一端绕致动结构安装轴5s转动设置，操作件2绕操作件安装轴2s转动设置。
40.如图1-3所示，所述支撑结构安装轴4s、致动结构安装轴5s、操作件安装轴2s和接触件安装轴平行设置且分别位于一个四边形的四个顶点处。进一步的，如图1-3所示，所述支撑结构安装轴4s、致动结构安装轴5s和操作件安装轴2s分别位于一个三角形的三个顶点处。进一步的，如图1-3 所示，所述支撑结构安装轴4s、致动结构安装轴5s和操作件安装轴2s分别位于一个钝角三角形的三个顶点处，操作件安装轴2s位于三角形的钝角对应的顶点处；所述操作件安装轴2s与致动结构安装轴5s的连线的长度，小于支撑结构安装轴4s与接触件安装轴的连线的长度，操作件安装轴2s 和致动结构安装轴5s位于支撑结构安装轴4s和接触件安装轴的连线的同一侧。
41.如图1所示，所述活动接触件6与静止接触件8闭合时，第一铰接结构对支撑结构4施加的力矩，与致动结构5对支撑结构4施加的力矩大小相等且方向相反，致动结构5对支撑结构4施加作用力的力臂，大于第一铰接结构对支撑结构4施加作用力的力臂。进一步的，所述致动结构5对支撑结构4施加作用力的力臂，是第一铰接结构对支撑结构4施加作用力的力臂的6倍，可有效降低支撑结构4对于致动结构5的作用力以降低二者分离时的摩擦力，从而有利于降低操作机构的脱扣力。具体的，如图1 所示方向，所述第一铰接结构向支撑结构4施加使其顺时针转动的力矩，致动结构5向支撑结构4实际上使其顺时针转动的力矩。
42.如图1-3所示，所述支撑结构导向结构4-2为设置在支撑结构4上的支撑结构腰型导向孔，第一铰接结构为铰接轴，第一传动结构3通过该铰接轴与第二传动结构7转动相连且该铰接轴滑动插置在支撑结构腰型导向孔内。
43.作为其他的实施例，所述支撑结构导向结构4-2也可以是导向筋，第一铰接结构设有与导向筋导向限位配合的导向槽。
44.所述操作系统还包括致动结构复位弹簧，致动结构复位弹簧为扭簧，套设在致动结构安装轴5s上，一端被限位，另一端与致动结构5配合；所述致动结构复位弹簧向致动结构5施加复位力，使致动结构5复位至锁扣位置以恢复与支撑结构4的锁扣配合。
45.作为其他的实施例，所述致动结构复位弹簧也可以是拉簧或压簧。如图1-2所示，所述操作件2通过第一传动结构3和第二传动结构7驱动活动接触件6与静止接触件8闭合或断开时，支撑结构4和致动结构5保持搭扣配合且保持静止(也即是所述支撑结构导向结构4-2保持静止)，第一铰接结构沿支撑结构导向结构4-2滑动。所述定位结构、操作件2、第一传动结构3、第二传动结构7、活动接触件6构成五连杆机构，具有2个自由度(无凸轮的五连杆机构有4条活动杆，5个铰接副，自由度＝4x3-2x5＝2)，由于第一铰接结构在支撑结构导向结构4-2构成的凸轮上滑动，限制了1 个自由度，因此组成了具有1个自由度的凸轮-五连杆机构；所述开关装置正常合闸或分闸时，脱扣机构(即是支撑结构4和致动结构5)处于静止状态，有利于提高操作系统的操作可靠性。具体的，如图1-2所示方向，所述操作件2顺时针方向或逆时针方向转动，以通过第一传动结构3和第二传动结构7驱动活动接触件6和静止接触件8闭合或断开，也即是驱动开关装置合闸或分闸。
46.如图1和3所示，所述开关装置处于合闸状态时，致动结构5受外力 (例如短路保护机构或过载保护机构或分励脱扣器的驱动力)驱动转动使其解除与支撑结构4的搭扣配合，第一铰接结构驱动支撑结构4转动，同时支撑结构4驱动致动结构5向远离支撑结构4的方向
摆动并将致动结构5 限位在脱扣位置以阻止致动结构5向靠近支撑结构4的方向摆动(如图3 所示，所述支撑结构4与致动结构5限位配合阻止其顺时针转动)。所述致动结构5与支撑结构4解除搭扣配合后，原来的凸轮-五连杆机构转变为六连杆机构，六连杆机构具有2个自由度，活动接触件6在接触件弹簧的驱动下转动至分断位置。所述短路保护机构优选为电磁脱扣器，过载保护机构优选为热脱扣器。
47.如图1-3所示，所述支撑结构4包括支撑结构锁定部4-0和支撑结构驱动部4-1；所述致动结构5包括致动结构锁定部5-0和致动结构受动部5-1；所述支撑结构锁定部4-0与致动结构锁定部5-0搭接限位配合时支撑结构4与致动结构5搭扣配合；所述致动结构5受外力驱动转动解除与支撑结构4的搭扣配合后，第一铰接结构驱动支撑结构4转动，支撑结构4 通过支撑结构驱动部4-1和致动结构驱动部5-1的配合，驱动致动结构5 向远离支撑结构4所在方向转动并将致动结构5限位在脱扣位置。
48.如图2所示，所述开关装置处于分闸状态时，活动接触件6和静止接触件8分断，支撑结构锁定部4-0和致动结构锁定部5-0之间设有配合间隙，以保证开关装置合闸时，支撑结构4和脱扣结构5能可靠扣合。
49.如图1-3所示，为本实用新型开关装置的一种布局方式：所述操作件2、第一传动结构3位于致动结构5一侧，活动接触件6、导向结构9位于致动结构5另一侧，第二传动结构7一端与第一传动结构3转动相连，另一端与接触件铰接轴相连；所述操作件安装轴2s和支撑结构安装轴4s位于致动结构5一侧，接触件安装轴位于致动结构5的另一侧；所述操作件安装轴2s、致动结构安装轴5s、支撑结构安装轴4s和接触件安装轴位于一个四边形的四个顶点处，操作件安装轴2s和致动结构安装轴5s位于四边形的一条侧边的两端，支撑结构安装轴4s和接触件安装轴位于四边形的另一条侧边的两端，上述两条侧边相对设置，操作件安装轴2s对应四边形的顶角为钝角，致动结构安装轴5s对应的四边形的顶角为钝角，支撑结构安装轴4s对应的四边形的顶角为锐角，接触件安装轴对应的四边形的顶角为锐角；所述短路保护机构和过载保护机构分别位于活动接触件6两侧。
50.需要指出的，上述内容中描述的本实用新型开关装置的布局方式仅为一个实施例，可以根据实际需要对开关装置中的布局进行调整，例如所述操作件安装轴2s、致动结构安装轴5s、支撑结构安装轴4s和接触件安装轴中，三个位于一个三角形的三个顶点处，另一个位于三角形的一条边上；例如所述操作件安装轴2s对应的四边形的顶角也可以根据需要设计为锐角或直角；综上所述，一切基于本实用新型开关装置的布局进行的可以预见的调整均应落于本实用新型的保护范围内，而且本实用新型开关装置的保护范围也不局限于文中列出的实施例。