内建突波吸收及断路结构的开关模组的制作方法
【专利摘要】一种内建突波吸收及断路结构的开关模组，是以一过电流保护开关为主体，利用其耐高温壳体于内部空间巧妙内建一突波吸收及断路结构，其包括：压缩弹簧、束带、压敏电阻(又称突波吸收器)、感温接合物及一杆件。当开关模组的第一接点与第二接点接触导通(ON)时，遇到突波超量或高压雷击使压敏电阻温度上升高于感温接合物熔化值，迫使感温接合物熔化并使束带松开，以使压缩弹簧向上弹升，推顶杆件向上位移，强迫接触簧片上的第一接点脱离第二接点，使第一接线片在双合金属片并未变形跳脱的情状下，即可瞬间与第二接线片形成断路(OFF)，以达用电安全的功效。
【专利说明】
内建突波吸收及断路结构的开关模组
技术领域
[0001]本发明是有关一种内建突波吸收及断路结构的开关模组，尤指一种过电流保护开关内建一突波吸收及断路保护结构。
【背景技术】
[0002]图1A及图1B是揭露现有一种过电流保护开关10，其大体上包括:一壳体11，其上端设有一压块12，又于底端处分设有第一接线片12a、第二接线片12b及第三接线片12c，其中该第一接线片12a设有一双合金属接触簧片13及第一接点131，该第二接线片12b上方相对于该第一接点，设有一可与其接触的第二接点121 连动件14，其一端枢口设在该压块12底部，另一端连动该双合金属接触貪片13的自由端，借由该压块12的按压，驱动该双合金属接触簧片13上的第一接点131接触该第二接点121形成导通(ON)，且当电流发生过载时，该双合金属接触簧片13的曲张度因温度升高而发生变形，并使该第一接点131脱离该第二接点121形成断路(OFF)，以构成一过电流保护开关10的形态。此类型专利见诸于中国台湾公告第540811、367091、320335、262168、208384号等专利中。
[0003]但查，上述现有过电流保护开关10，是针对电流过载所设计的结构，但是，对于突波超量或高压雷击等突发状况，而造成电压瞬间过载，并无自动断路(OFF)的保护装置，因此易对电器用品造成损害或使用上有安全之虞。
[0004]是以，为了使用上安全，在诸多的电路中，现有过电流保护开关10在使用时，另外再并接一突波吸收器(压敏电阻(Metal Oxide Varistor)及主电源串接一温度保险丝，防止过电压时所造成的损害。
[0005]图2是TW第1408717号(美国专利US Patent N0.8，643，462)专利，其揭露一种防突波的『开关模组』，应用于一电源系统，此开关模组包括一电源开关105、一绝缘件106、一突波吸收器107及一热缩带108。绝缘件106插设在电源开关105上；突波吸收器107与电源开关105相邻；热缩带108与突波吸收器107及绝缘件106连接，热缩带108用以借由突波吸收器107的温升产生收缩作用；当绝缘件106于初始状态时，不影响电源开关的切换，当热缩带108的遇热收缩程度足以驱动绝缘件阻断电源开关105的启动时，电源开关105呈断路状态。但查，该绝缘件106、突波吸收器107及热缩带108等组件设在电源开关105的外部，并非与电源开关105同为一整体性结构。
[0006]是以，上揭现有开关结构除有质量难确保，高温危险，反应缓慢外，皆有体积过大、构件太复杂的局限性，因此需要更多空间及组立工序，故只能采外接独立于开关外部的方式施作，无法内建在开关内，因此尚有改善空间。
[0007]依据UL1449第三版(2009.10)即有新增TYPE 4SPD-组件类的突波保护器的规范。同时新版并纳入低电压(1000V以下)避雷器(Low Voltage surge Arrestres)检验。名称由(Transient Voltage Surge Suppressors)改为(Surge Protective Devices)显见组件一体化与具备防雷(surge Arrestres)快速断电的必要性。
[0008]是以，思考如何将一突波吸收及断路结构共同内建于具防火耐温材质壳体的过电流保护开关10内，确保雷击高压及突波超量时的断路作动皆能顺利完成，为本发明所欲解决的课题。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种内建突波吸收及断路结构的开关模组，其除了具备电流过载保护开关原有的功能外，在同一个开关内同时兼具突波吸收及断路功能，以达用电安全的功效；在于将内建突波吸收及断路结构内建在开关模组内，使其具有整体安全性且方便组装在插座等电器产品的功效。
[0010]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0011]—种内建突波吸收及断路结构的开关模组，包括:一壳体，其上端设有一压块，又于底端处分设有一作为正极输入的第一接线片、一作为正极输出的第二接线片及一作为负极输入的第三接线片，其中该第一接线片上连接一双合金属片，该双合金属片中间设有一接触簧片及第一接点，该第二接线片上段部表面相对于该第一接点，设有一可与其接触的第二接点；一连动件，其一端枢设在该压块底部，另一端连动该接触簧片的自由端，借由该压块的按压，驱动该双合金属片及其上的接触簧片变形，进而使该接触簧片上的第一接点接触该第二接点形成导通(ON)，且当电流发生过载时，该双合金属片的曲张度因温度升高而发生变形，并使该接触簧片上的第一接点脱离该第二接点形成断路(OFF)，以构成一电流过载保护开关模组的形态；其特征在于:
[0012]—突波吸收及断路结构，内建在该壳体内，并位于该接触簧片42的下方，其包括:至少一个压敏电阻，该压敏电阻其具备一上、下表面，以及一组电连接件；一压缩弹簧，其设置在该压敏电阻的一表面上；一束带，其具备一第一端及一对应的第二端，该束带将压缩弹簧压缩在该压敏电阻上，并使该第一端及第二端成相向对应且接近的形态；至少一感温接合物，呈胶固状黏在该压敏电阻的表面，同时将该束带的第一端及第二端黏结，使其呈环状体紧束该压缩弹簧；一杆件，其位于在该接触簧片的底面。
[0013]借此，当该第一接点与该第二接点接触导通(ON)时，遇到高电压使该压敏电阻温度瞬间上升高于该感温接合物熔化值，迫使该感温接合物熔化，并使该束带松开，据以使该压缩弹簧向上弹升，进而使得该杆件向上位移，强迫该接触簧片上的第一接点脱离该第二接点，使该第一接线片在该双合金属片并未变形跳脱的情状下，即可瞬间以轻微的推力与该第二接线片形成断路(OFF)。
[0014]依据前揭特征，该感温接合物选自:非金属类热敏物质、金属类低温快熔金属化合物其中之一。
[0015]借助上揭技术特征，本发明解决了现有电流过载保护开关外接突波吸收器的缺失，利用一般电流过载保护开关耐温防火的内部空间，巧妙内建一突波吸收及断路结构，遇突波超量或高压雷击时，利用发热的压敏电阻与可瞬间熔解的感温接合物，使得束带松开，并利用压缩弹簧向上弹力推顶杆件，使第一、二接点脱离，迅速形成断路。是以，本发明除了具备电流过载保护功能外，进一步在同一个开关内同时兼具过电压保护与突波吸收功能并具突波超量断路设计，具有用电安全且在配设使用方便的功效。
[0016]本发明的有益效果是，其除了具备电流过载保护开关原有的功能外，在同一个开关内同时兼具突波吸收及断路功能，以达用电安全的功效；在于将内建突波吸收及断路结构内建在开关模组内，使其具有整体安全性且方便组装在插座等电器产品的功效。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018]图1A是现有一种电流过载保护开关的外观立体图。
[0019]图1B是现有一种电流过载保护开关的剖视图。
[0020]图2是现有TW 1408717 (即美国专利US Patent N0.8，643，462)防突波断路方式的示意图。
[0021]图3是本发明一较佳实施例的结构剖视图，其显示开关在OFF状态。
[0022]图4是本发明一较佳实施例的结构剖视图，其显示开关在ON状态。
[0023]图4A是图4中4A-4A侧面断面剖视图。
[0024]图5是本发明的使用状态图，其显示感温接合物溶解而束带松开，杆件产生位移形成接点断路(OFF)。
[0025]图5A是图5中5A-5A侧面断面剖视图。
[0026]图6是本发明一较佳实施例的主要组件分解立体图。
[0027]图7A是显示本发明使用二个压敏电阻差别接线的示意图。
[0028]图7B是显示本发明使用三个压敏电阻与束带差别位置结合的示意图。
[0029]图8是本发明一较佳实施例的正面外观立体图。
[0030]图9是本发明一较佳实施例的底面外观及接线端立体图。
[0031]图中标号说明:
[0032]30开关模组
[0033]31 壳体
[0034]32 压块
[0035]33连动件
[0036]34止挡面
[0037]35定位面
[0038]36 穿槽
[0039]37 狭沟
[0040]38显示单元
[0041]40第一接线片
[0042]41双合金属片
[0043]411自由端
[0044]42接触簧片
[0045]421 第一接点
[0046]50第二接线片
[0047]51上段部
[0048]511 第二接点
[0049]52 缺口
[0050]60第三接线片
[0051]61第四接线片
[0052]62第五接线片
[0053]70、71a、71b、71c突波吸收及断路结构
[0054]71压敏电阻
[0055]711 表面
[0056]712电连接件
[0057]72、72a、72b 感温接合物
[0058]73压缩弹簧
[0059]74 束带
[0060]741 第一端
[0061]742 第二端
[0062]75 杆件
[0063]751 底座
【具体实施方式】
[0064]首先，请参阅图3?图6所示，本发明一较佳实施例包括:一壳体31，其上端设有一压块32，又于底端处分设有一作为正极输入的第一接线片40、一作为正极输出的第二接线片50，及一作为负极输入的第三接线片60，其中该第一接线片40连接一双合金属片41，该双合金属片41中间设有一接触簧片42及第一接点421，该第二接线片50的上段部51，相对于该第一接点421的位置，设有一可与其接触的第二接点511 连动件33，其上端枢设在该压块32底部，底端连动该双合金属片41的自由端411，如图4及图4A所示，借由该压块32的按压，驱动该双合金属片41向上，迫使接触簧片42向下弹跳变形，使其上的第一接点421接触该第二接点511形成导通(ON)，且当电流过载时，该接触簧片41的曲张度因温度升高而发生变形，跳回图3所示的状态，并使该第一接点421脱离该第二接点511形成断路(OFF)，以构成一以电流过载保护开关为本体的开关模组30 ;但，以上构成属先前技术(Pr1r Art)，容不赞述。
[0065]本发明的特征在于:在电流过载保护开关架构下的开关模组30，其一可行实施例，该第二接线片50的上段部51于该第二接点511的侧边设有一缺口 52 ;—突波吸收及断路结构70，内建在该壳体31内，并位于该接触簧片42的下方，其包括:
[0066]至少一个压敏电阻(又称突波吸收器)71，该压敏电阻71其具备一上、下表面711及一组电连接件712，该电连接件712可以是导电线、导电片或自压敏电阻71表面所延伸的导电件皆可。
[0067]—压缩弹簧73，其设置在该压敏电阻71的表面711上；一束带74，其具备一第一端741及一对应的第二端742，该束带74将压缩弹簧73压缩在该压敏电阻71上，并使该第一端741及第二端742成相向对应的形态；亦即意利用该束带74将常态呈伸长状态的压缩弹簧73使其收缩受到压制力，而成为较短的长度。
[0068]至少一感温接合物72，呈胶固状黏在该压敏电阻71其一表面上，并将该束带74的第一端741及第二端742黏着固定在该压敏电阻71表面上，使该束带74呈环状体紧束该压缩弹簧73，使其收缩受到压制力而呈现较短的长度。本实施例中，该感温接合物72可为非金属的热敏物质所构成，或金属类的低温快熔金属化合物(例如:一般保险丝用的金属化合物)所构成，但不限定于此。因此，只要在压敏电阻(突波吸收器)71温升达到所设定温度时，且此类物质在温度未升至高温时即熔化的导电或非导电物质皆可。此化合物在于有固定的熔点，快速断链熔解特性。此外，该感温接合物72与束带74的材质可为金属与非金属的交互使用，例如以非金属的束带与金属类感温接合物组合，或是束带74与感温接合物72皆为相同的感温材质而黏着于压敏电阻71发热表面711上者皆为可行。故只要能黏着于压敏电阻71的表面711上，且当压敏电阻71发热时可使的熔断令束带74分离者皆为可行，此为通常设计者皆知，容不赘述。
[0069]—杆件75，其上端穿出该第二接线片50的上段部51的缺口 52，并于该接触簧片42上的第一接点421接触该第二接点511时，位在该接触簧片42的底面；本实施例中，该杆件75可设有一底座751，并以该底座751抵靠在该压缩弹簧73的顶面，但不限定于此，例如只要该杆件75的宽度大于该压缩弹簧73的顶面即可实施。而该杆件75的主要功能在于，当开关模组30异常时，用以向上推顶该接触簧片42，强迫其上的第一接点421脱离该第二接点511。
[0070]请续参阅图5及图5A，该第一接点421与该第二接点511原来呈接触导通(ON)时，但遇到高电压使该压敏电阻71温度瞬间上升高于该感温接合物72的熔化值时，会迫使该感温接合物72熔化，并使该束带74松开，导致该压缩弹簧73的压制力瞬间消失而向上弹升，进而推顶该杆件75向上位移，强迫该该接触簧片42上的第一接点421脱离该第二接点511，使该第一接线片40在该双合金属片41并未变形跳脱的情状下，即可瞬间与该第二接线片50形成断路(OFF)。
[0071]图6所示是本发明的主要组件分解立体图，本发明的突波吸收及断路结构70，主要包括前述:压敏电阻(又称突波吸收器)71、感温接合物72、压缩弹簧73、束带74及杆件75所构成；请同时配合图3至图5各图所示，该突波吸收及断路结构70设在该第一接线片40与该第二接线片50之间，本实施例中，在该壳体31内部空间设有一直向的止挡面34，以及一横向定位面35，该定位面35供该第二接线片50的上段部51放置定位，是以，该定位面35相对于的该上段部51的缺口 52的位置，设有一穿槽36，以使该杆件75通过；再者，该壳体31内部空间在该第一接线片40与该第二接线片50之间，设有一组相向对应的狭沟37，供该压敏电阻71的两侧嵌入定位，借以使整个突波吸收及断路结构70稳固内建在该壳体31内。
[0072]本发明是利用开关模组30过电压时，该压敏电阻71温度瞬间升高至默认值时，迫使粘贴在该压敏电阻71表面711的感温接合物72瞬间熔解。该压敏电阻(Metal OxideVaristor或Voltage Dependent Resistor, VDR)，又称变阻器或突波吸收器，是一种具有显著非奥姆导体性质的电子组件，电阻值会随外部电压而改变，因此它的电流-电压特性曲线具有显著的非线性，广泛的被应用在电子线路中，来防护因为电力供应系统的瞬时电压突波所可能对电路的伤害。本发明运用压敏电阻71当高压来到时，其表面温度迅速升高至默认值时，该感温接合物72即可迅速反应而瞬间熔解，使得该束带74被松开，使该压缩弹簧73的压制力瞬间消失而向上弹升，进而使得该杆件75产生位移，强迫该接触簧片42上的第一接点421脱离该第二接点511，使该第一接线片40在该双合金属片41并未变形跳脱的情状下，即可以轻微的推力瞬间与该第二接线片50形成断路(OFF)。
[0073]上揭实施例中所揭示的压敏电阻71为一个，但不限定于此；图7A显示本发明使用二个并接配线的压敏电阻71与束带74结合的示意图，其优点是可增加突波吸收功能，并利用二个压敏电阻71a、71b的两个相对应的表面711，当高压来到时，以二个表面发热温度，具有使该感温接合物72更加迅速反应而瞬间熔解，增进使用的安全性。除此之外，另一方式可将另一压敏电阻接脚改与地线相接，作三线型电路简易正极、地极的保护，除具原有的交流电火线极与中性极突波吸收保护外，另具正极与地极间多一组突波吸收保护结构，此亦为可行实施例，容不赘述。
[0074]图7B显示本发明使用三个压敏电阻71a、71b、71c与束带74结合作三线型电路的完整保护的示意图，其与上揭实施例的差异在于:利用位置差以第一个感温接合物72a，将该束带74的第一端741固定在第一个压敏电阻71a与第二个压敏电阻71b之间，第二端742利用第二个感温接合物72b固定在第二个压敏电阻71b与第三个压敏电阻71c之间；而三个压敏电阻皆各自独立配接于火线、中性线、地线三组线间，借此以达到任一组突波超量温升或雷击任一电极高压时皆可完成断路作动。同理以此位置差结合方法搭配并接配线亦可如前节所述，使三个压敏电阻并接达三倍突波吸收功能，用于两线型电路中的实施例，是以，借由图7A及图7B的揭露及说明得知，本发明独创在电流过载保护开关的壳体31内部内建的压敏电阻71，可以是一个或一个以上的构成皆可实施，容不赘述。
[0075]图8是本发明一较佳实施例的正面外观立体图，本实施例中，该壳体31表面可设有一突波吸收及断路结构70使用状态的显示单元38，也就是说，该开关模组30内部的感温接合物72已经熔化，导致接点已经跳脱，此时该显示单元38，可借由LED灯泡或顶块等组件，告知使用者该开关模组30内部的状态，或由杆件75推顶另一组负极接点使同步分离成为正负双线断路结构。但，该显示单元38的构成或负极接点分离结构与前述方式相同，为具有通常知识者所能轻易完成，容不赘述。
[0076]图9是图8的底面外观立体图，本实施例中，该壳体31底面除了现有的正极输入的第一接线片40、正极输出的第二接线片50、负极输入的第三接线片60之外，还包括设有一作为负极输出的第四接线片61及一作为地极(G)的第五接线片62，用以供前揭的压敏电阻71的电连接件712作地极(G)连接；以此，本发明的开关模组30更具完整性。
[0077]借助上揭技术特征，本发明解决了现有电流过载保护开关须外接温度保险丝及突波吸收器的缺失，在一电流过载保护开关的内部空间，巧妙内建一突波吸收及断路结构70，遇突波高电压时，利用发热的压敏电阻71与可瞬间熔解的感温接合物72，使得束带74松开，并利用压缩弹簧73向上弹力推顶杆件75，使二接点脱离，迅速形成断路。是以，本发明除了具备电流过载保护功能外，进一步在同一个开关内同时兼具过电压保护与突波吸收功能并具突波超量断路设计，具有用电安全且在配设使用方便的功效。
[0078]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
[0079]综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。
【主权项】
1.一种内建突波吸收及断路结构的开关模组，包括: 一壳体，其上端设有一压块，又于底端处分设有第一接线片、第二接线片及第三接线片，其中该第一接线片上连接一双合金属片，该双合金属片中间设有一接触簧片及第一接点，该第二接线片上段部表面相对于该第一接点，设有一可与其接触的第二接点； 一连动件，其一端枢设在该压块底部，另一端连动该接触簧片的自由端，借由该压块的按压，驱动该双合金属片及其上的接触簧片变形，进而使该接触簧片上的第一接点接触该第二接点形成导通，且当电流发生过载时，该双合金属片的曲张度因温度升高而发生变形，并使该接触簧片上的第一接点脱离该第二接点形成断路，以构成一电流过载保护开关的形态；其特征在于: 一突波吸收及断路结构，内建在该壳体内，并位于该接触簧片的下方，其包括: 至少一个压敏电阻，该压敏电阻具备一上、下表面，以及一组电连接件； 一压缩弹簧，其设置在该压敏电阻的一表面上； 一束带，其具备一第一端及一对应的第二端，该束带将压缩弹簧压缩在该压敏电阻上，并使该第一端及第二端呈相向对应的形态； 至少一感温接合物，呈胶固状黏在该压敏电阻的表面，同时将该束带的第一端及第二端黏结，使其呈环状体紧束该压缩弹簧； 一杆件，其上端位于在该接触簧片的底面； 借此，当该第一接点与该第二接点接触导通时，遇到高电压使该压敏电阻温度瞬间上升高于该感温接合物的熔化值，迫使该感温接合物熔化并使该束带松开，以使该压缩弹簧向上弹升，进而推顶该杆件向上位移，强迫该接触簧片上的第一接点脱离该第二接点，使该第一接线片在该双合金属片并未变形跳脱的情状下，即可以轻微的推力瞬间与该第二接线片形成断路。2.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述感温接合物选自:非金属的热敏物质、金属的低温快熔金属化合物其中之一。3.根据权利要求2所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述束带与该感温接合物包括为金属与非金属两种不同材质。4.根据权利要求2所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述束带与该感温接合物为相同的感温材质。5.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述壳体内部空间设有一直向的止挡面及一横向定位面，该定位面供该第二接线片的上段部放置定位。6.根据权利要求5所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述第二接线片的上段部于该第二接点的侧边设有一缺口，该定位面相对于的该上段部的缺口的位置，设有一穿孔，以使该杆件穿伸。7.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述壳体内部空间在该第一接线片与该第二接线片之间，设有一组相向对应的狭沟，供该压敏电阻的两侧嵌入定位。8.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述杆件设有一底座，并以该底座抵靠在该压缩弹簧的顶面。9.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述压敏电阻为一个，并以一个感温接合物将该束带的第一端及第二端固定在该压敏电阻的表面。10.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述压敏电阻为二个，并以一个感温接合物将该束带的第一端及第二端固定在该二个压敏电阻之间。11.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述压敏电阻为三个，感温接合物为二个，并以第一个感温接合物将该束带的第一端固定在第一个压敏电阻与第二个压敏电间，该束带的第二端是利用第二个感温接合物固定在第二个压敏电阻与第三个压敏电阻之间。12.根据权利要求1所述的内建突波吸收及断路结构的开关模组，其特征在于，所述壳体表面还包括设有一开关模组使用状态的显示单元，且该壳体表面设有一作为负极输出的第四接线片及一作为地极的第五接线片，用以供该压敏电阻的电连接件作地极连接。
【文档编号】H02H9/04GK105869963SQ201510029824
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月21日
【发明人】王怡翔, 王怡颖
【申请人】王怡翔, 王怡颖