专利名称：接触装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接触装置，其适合用于高负荷继电器、电磁继电器等。
背景技术：
日本未实审专利申请No.2003-340087中公开一种传统的接触装置。所述传统接触装置包括固定触点；与所述固定触点进行接触及分开的可动触点；承载所述可动触点的可动板；驱动所述可动板使所述可动触点与所述固定触点接触啮合的驱动机构；以及容纳所述固定触点、所述可动板、以及所述驱动机构的壳体。所述可动板为Z形状，其具有在它一个表面上承载所述可动触点的触点件，从所述触点件直立的支腿，及一端连接到所述支腿而另一端固定在所述驱动机构上的支撑件。当所述驱动装置被激励时，所述可动板向下移动带着所述可动触点与所述固定触点接触。
在这种接触装置中，当所述可动触点与所述固定触点接触后所述可动板超过行程时，所述支撑件产生变形，这为所述接触提供接触压力。如图12A所示，所述接触压力为两个力F1和F2的合力F；所述力F1为由可动板120沿着使所述可动触点100与所述固定触点110接触的可动触点100的移动方向(图12A中的向下方向)施加到所述可动触点100上的力，而所述力F2为由所述支撑件120a的变形通过所述支腿120b施加到所述可动触点100上的力。所述力F2使所述支腿120向外打开。因此，在该图12A所示的常规接触装置中，由所述合力F产生一个平行于可动触点100和固定触点110之间限定的接触表面的分力F3，这样，如图12B所示，所述支腿120b可能会绕其上部端S枢转，并且所述可动触点100可能会相对所述固定触点110侧向滑动。这种侧滑会导致所述可动触点100和固定触点110之间的接触压力的减少，这会增加触点弹起时间，并且会导致触点熔接，由于触点材料转变的增加而导致的中断缺陷以及失灵。
发明内容
根据上述问题，本发明的目的在于提供一种接触装置，其能够在可动触点被开关时防止所述可动触点的侧滑。
根据本发明的接触装置包括分别设置固定触点的固定端；承载可动触点并使每个可动触点与每个所述固定触点接触啮合的可动板；驱动所述可动板使所述可动触点与所述固定触点接触啮合的驱动机构；及容纳所述固定触点、所述可动板以及所述驱动机构的壳体。所述可动板为Z形状，其具有承载所述可动触点的触点件，从所述触点件直立的支腿，及一端连接到所述支腿而另一端固定在所述驱动机构上的支撑件。
由所述驱动机构沿带着所述可动触点与所述固定触点接触方向施加的第一力和由所述可动件超过行程导致所述支撑件的变形而通过所述支腿施加的第二力都加在所述可动触点上。
本发明的特征在于这样布置所述固定触点和可动触点，即使所述第一和第二力的合力作用在由所述固定触点和可动触点之间限定的接触表面的法线方向。因此，不产生平行于所述接触表面的合力的分力，从而当所述触点闭合时能够防止可动触点的侧滑。
优选地，所述接触件在可动触点之间具有一个切口。因此切口，所述接触件的硬度被降低，这使得所述接触件在所述接触件移动方向的变形更容易。因此，即使所述触点对在所述可动触点和固定触点之间具有距离差异，该距离差异可以被所述接触件的变形所吸收，并且每个触点暴露在电弧下的时间的变化被减少。因此，所述触点材料的磨损量的变化和其转变的量不会上升，所以可以防止某些可动触点不与所述固定触点进行接触的故障。
更优选地，所述支腿在沿其直立方向具有一个突出。这样的突出加强了所述支腿的强度，并且能够防止所述支腿的弯曲。
在所述支腿和接触件之间的连接部设置一个同时与所述支腿表面和接触件表面接触的突出也是优选的。这样的突出加强了所述连接部的强度并且可防止由支腿和接触件形成的角度变化。通过防止所述角度的变化，能够保持所述合力作用在所述接触表面的法线方向上。
所述接触件具有两个可动触点并且所述支腿从连接所述两个可动触点每个中心的连线直立也是优选的。在这种情况下，即使由所述支腿和接触件形成的角度变化，由于从所述接触件和支腿之间的连接部到所述可动触点之间的距离被缩短，可以减小所述可动触点的角度变化。通过减少所述可动触点的角度的变化，能够保持所述合力作用在所述接触表面的法线方向上。
优选的是所述驱动机构具有绕有线圈的线轴，并且所述壳体具有一个使每个所述固定端穿过的基座，并且所述基座和所述线轴与止动件一起用同样材料整体模制而成，用于限制所述可动件在所述可动触点从所述固定触点分开的方向的运动。在该情况下，可以减少部件的数量，这样能够简化装配工作并减少成本。
优选的是所述壳体具有每个固定端穿过的基座，并且所述基座与一个灭弧室一起整体模制而成，所述灭弧室包围所述固定触点和可动触点以熄灭在所述固定触点和可动触点之间产生的电弧。
另外，优选的所述壳体包括每个固定端穿过的基座，及安装在所述基座上的灭弧盖，从而使所述灭弧盖包围所述固定触点及可动触点以熄灭在所述固定触点和可动触点之间产生的电弧并覆盖所述驱动机构。
图1A为根据本发明一个实施例的接触装置的横向截面图，以及图1B为所述接触装置的纵向截面图。
图2为说明图1中接触装置的可动触点和固定触点的安装角度的示意图。
图3为决定所述可动触点和固定触点的安装角度的示意图。
图4A为所述装置的可动板的平面图，以及图4B为所述可动板的垂直剖面图。
图5A为所述装置优选可动板的平面图，以及图5B为所述可动板的垂直剖面图。
图6A为所述装置的另一个优选可动板的平面图，以及图6B为所述可动板的垂直剖面图。
图7A为所述装置的另一个优选可动板的平面图，以及图7B为所述可动板的垂直剖面图。
图8A为所述装置的另一个优选可动板的平面图，以及图8B为所述可动板的垂直剖面图。
图9A为所述装置的另一个优选可动板的平面图，以及图9B为所述可动板的垂直剖面图。
图10A和图10B为说明所述装置基座和灭弧室的示意图。
图11A和图11B为说明根据本发明另一个实施例的基座和线轴的示意图。
图12A、图12B和图13为说明一个常规接触装置的示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明进行更详细的说明。
图1A和图1B表示根据本发明第一实施例的接触装置。所述接触装置的壳体1包括由具有绝缘特性的合成树脂制造的基座2和盖3。一对固定孔2a，2a穿过所述基座2在所述基座2的纵向的一端形成，每个固定端4都被插入其中。所述固定孔2a，2a沿着与所述基座纵向垂直的方向并排设置。每个所述固定端4，4为金属板，其一端通过所述基座2从壳体1突出，且另一端留在所述壳体1内并且具有固定触点5。下面将详细描述所述固定触点5的安装角度。
线轴6在所述基座2的纵向的另一端以相同的合成树脂与基座2一起模制而成。所述线轴6具有一个圆筒形状的圆柱部6a和在所述圆筒部6a两端的法兰6b和6c。在所述圆筒部6a的外表面缠绕一个线圈7。所述线圈7的两端与两个线圈端子8，8电连接，所述端子以垂直所述基座2纵向的方向并排地从所述基座2靠近线轴6处伸出。在所述基座2和所述在所述基座侧的法兰6c之间设有槽2b，该槽在图1的右侧具有开口，一个L形的轭9的交叉件9a在该槽内滑动并插入。所述交叉件9a具有一个圆孔9c，当所述轭9被插入所述槽2b中，该圆孔与所述线轴6的圆筒部6a的内部连通，并且一个芯10的一端被压入其中穿过所述圆筒部6a的内部。所述芯10的另一端设有一个直径比所述圆筒部6a大的极性件10a。所述极性件10a在所述法兰6b上。
一个由薄板弯曲而成的L形的返回弹簧11的一端安装在轭9的垂直件9b，而另一端11b被固定到衔铁12。由磁材料形成为平板形的所述衔铁12在其中心部分被固定到所述返回弹簧11，并且被布置成使其一端12a在所述轭9的垂直件9b的上表面上，而其另一端12b与所述极性件10a相对。所述衔铁12由所述返回弹簧11支持使其能够绕其一端12a枢转，并且由所述返回弹簧11施加离开所述极性件10a方向的力。就是说，当所述线圈7没有被激励时，所述衔铁12位于关闭位置，这时所述衔铁由于返回弹簧的弹力与所述极性件10a分开，并且当所述线圈被激励时，所述衔铁12由于所述衔铁12和所述极性件10a之间的磁力克服所述弹力而枢转，并且另一端12b与所述极性件10a接触。所述线轴6、线圈7、芯10、轭9、返回弹簧11和所述衔铁12组成一个驱动机构。
通过一个固定件13可动触点14被固定在所述衔铁12的上部表面。所述固定件13由合成树脂制成，在其中所述可动板14的一端(支撑件14c)和所述返回弹簧11的另一端11b被模制插入(insert-molded)。所述可动板14由具有弹性力的金属薄板制成并且形成为一个Z形，其具有承载可动触点15、15的接触件14a，从所述接触件14a直立向上的支腿14b及所述支撑件14c，所述支撑件14c在其一端连接所述支腿14b并且在其另一端如前所述被模制插入在所述固定件13内。所述可动触点15、15并排地以正交所述基座2纵向的方向彼此隔开地设置在所述接触件14a上以使其与每个固定触点5接触配合。后面将详细地说明所述可动触点的安装角度。
一个用于熄灭在所述可动触点和所述固定触点之间产生的电弧的灭弧室16围绕着所述可动触点15、15和所述固定触点5、5设置。由具有绝缘特性和良好灭弧特性的合成树脂制造的所述灭弧室16为在所述基座侧部和所述驱动机构侧部具有开口的盒子形式。
本实施例的接触装置的组成如上所述，其运转如下所述。
当所述线圈端子8被激励而致动所述线圈7时，所述衔铁12由于磁力克服着所述返回弹簧11的弹力附着在所述极性件10a上。并且，安装到所述衔铁12上的可动板14枢转从而带着所述可动触点15、15与所述固定触点5、5接触。当所述衔铁12朝着所述极性件10a超过行程，此后所述可动板的支撑件14c变形并且提供所述接触压力。当所述线圈端子的激励被终止时，所述磁力消失，并且由于所述返回弹簧11的弹力，所述衔铁12与所述极性件10a分离从而中断所述可动触点15、15与固定触点5、5的接触啮合。当所述可动板14的支撑件14c与设置在所述线轴6的法兰6b上的止动件17接触时，所述衔铁12的枢转运动受到限制。
下面，对所述固定触点和可动触点的安装角度进行描述。
在所述可动触点和固定接点之间的接触压力F为两个力F1和F2的合力；力F1为利用所述驱动机构沿着用于将所述可动触点带向与固定触点接触的所述可动板14的移动方向所驱动的可动板14施加到所述可动触点上的力；力F2为在所述可动触点与固定接点的接触后，由所述可动板14的运动产生的所述支撑件14c的变形，通过所述支腿14b施加到所述可动触点上的力(即所述可动板14的超过行程)。换句话说，所述力F2为通过所述支撑件14c的变形试图向外打开所述支腿14b的力。如图2所示，在该接触装置中，这样决定所述固定触点和可动触点的安装角度，就是使所述接触压力F作用在由所述固定触点和可动触点之间限定的接触表面的法线方向上。因此，平行于所述固定触点和可动触点的接触表面的分力为零，所以所述可动触点不会相对于所述固定触点侧滑。
具体地讲，以下面的方式决定所述安装角度θ首先如图3所示，测量(或利用模仿计算)所述接触力F的垂直分力Fy和水平分力Fx。然后，将所述垂直分力Fy和水平分力Fx带入到下面的公式来决定所述安装角度θ＝arctan(Fx/Fy)在如上述组成的接触装置中，由于所述可动触点不会侧滑，缩短了触点弹起的时间，并且能够防止触点焊结、中断失效及失灵。因此，提高接触装置的可靠性。
图4A为所述可动板14的平面图，以及图4B为其垂直剖面图。所述支撑件14c通常为五边形，并且在后部的两个角上具有圆孔14d、14d以使其在模制插入到所述固定件内后不会从所述固定件13上脱落。所述支腿14b为一个窄的矩形且从所述支撑件14c的边缘向下延伸以连接在所述支撑件14c和所述接触件14a之间。所述接触件14a也为一个窄的矩形并且在其纵向两端具有支持件14e、14e用于提高电流中断特性。所述支持件14e、14e通过将所述接触件14的两端弯曲而形成。
优选地，如图5A和图5B所示，所述接触件14a在所述可动触点15、15之间具有一个切口14f。通常，当一个接触装置接通或断开一个高压直流电时，需要提高电弧电压到(或高于)触点之间的电压以在尽可能短的时间内灭弧。因此，在本实施例中，准备两个触点对是为了升高所述电弧电压。但是，如果由于部件尺寸变化、安装精度等导致在两触点对之间的距离与所述固定触点和可动触点之间的距离不同时，会出现仅一对触点进行接触而另一触点对不接触的情况，如图13所示。在这种情况下，在触点对之间每个触点暴露在电弧下的时间可能不同，并且导致触点间触点材料的磨损量和转变量变化。这样就会导致失灵。通过设置所述切口14f，所述接触件14a的硬度被减弱，这样使得所述接触件14a在接触板移动方向上的变形更容易。因此，即使在两个触点对之间的距离存在差距，所述接触件可以通过变形来吸收所述差距。另外，在本实施例中，所述切口14f位于所述接触件14a的纵向方向的中心线上，并且从所述接触件的一个边缘延伸到其中间。
作为所述切口14f的替代物，可以如图6A、6B所示地设置两个接触件14a、14a来吸收所述触点距离上的差距。每个接触件通过所述支腿14b与所述支撑件14c连接。
优选地，如图7A、7B所示，所述支腿14b具有长而窄的突起14g，该突起沿着所述支腿14b直立的方向(换言之，所述支腿的纵向方向)。所述突起14b加强所述支腿的强度，因而即使在其上施加过大的压力，其可防止所述支腿14b的屈曲。
如图8A，8B所示，同样优选的是，在所述支腿和接触件之间的连接部分设置与所述支腿14b和接触件14a两者的表面都接触的突起14h。所述突起14h能够防止所述可动件14a相对于所述支腿14b的角度的变化。如果当所述可动件14超过行程，所述可动件14a相对于所述支腿14b的角度变化，所述接触力作用的方向会偏离由所述固定触点和可动触点之间限定的表面的法线方向。通过设置所述突起14h来防止所述角度的变化，有可能保持所述接触力作用在所述接触表面的法线方向上的状态，并且能够确定地防止所述可动触点的侧滑。
另外，如图9A，9B所示，同样优选的是，所述支腿14b从连接两个可动触点中心的连线直立向上。在这种情况下，即使当所述可动件14超过行程，所述接触件14a相对于所述支腿14b的角度改变，也能够减小所述可动触点角度变化。因此，有可能抑制所述接触力F离开所述接触表面的法线方向，并且能够确定地防止所述可动触点的侧滑。
在本接触装置中，如图10A，10B所示，由相同材料(具有绝缘特性的合成树脂)整体模制所述基座2、线轴6和止动件17。所述止动件17包括沿着正交于所述基座2纵向方向布置在所述法兰6b的两个边缘上的两个L形件，并且每个件还包括从所述法兰6b上表面以所述线轴6的轴向方向向上的垂直件17a和从所述垂直件17a顶部向内延伸的横插件17b。当所述支撑件14与所述横插件17b的下表面接触时，所述可动板14的枢转运动受到限制。通过整体模制所述基组2、线轴6、和止动件17，可以减少部件的数量，因而能够简化组装操作并减少成本。
所述基座2具有凹槽区2c，其带有一个上部并且在图10B中左侧表面是打开的，并且所述灭弧室16从所述左侧滑入并且被安装在其上。通过将在所述凹槽区2c的底部设置的两个突起2d，2d安装在所述灭弧室16的下表面上设置的两个凹槽16a，16a中，所述灭弧室16很容易相对于所述基座2定位。
决定所述灭弧室16的高度和所述固定端4的长度，使所述固定触点位于所述灭弧室16的高度的中间位置。因此，当所述可动触点与固定触点接触时，在所述灭弧室16中位于所述触点之上的空间的大小与位于所述触点之下的空间相等，因此用于伸展当所述触点被打开或闭合时产生电弧的空间可以被相等地划分。
虽然在本实施例中所述基座2、线轴6和止动件17被整体地模制，所述基座2和所述灭弧室16也可以用相同材料(具有绝缘特性和优良灭弧特性的合成树脂)来整体模制。在这种情况下，所述基座2具有一个凹槽区2e，该凹槽区具有一个上部和一个在图11B中打开的右侧表面，并且整体模制的线轴6及所述止动件17被滑动到其中并通过粘合剂固定在该处。在这种情况下，可以减少部件的数量，能够简化组装操作并减少成本。
在另一个实施例中，作为所述灭弧室16和所述盖3的替换，可以使用一个安装在所述基座上的灭弧盖，其包围所述固定触点和可动触点并且覆盖所述驱动机构。也就是，所述壳体1包括基座2和灭弧盖，并且所述灭弧盖作为所述灭弧室16和盖3来使用。所述灭弧盖由具有绝缘特性和优良灭弧特性的合成树脂来形成。在本实施例中，可以减少部件的数量，因而能够简化组装操作并减少成本。
权利要求
1.一种接触装置，包括固定端，其上相应地设置固定触点；可动板，其载有可动触点，每个可动触点都与每个所述固定触点进行接触啮合的；驱动机构，其驱动所述可动板进行所述可动触点与所述固定触点的接触啮合；壳体，其内部容纳所述固定触点、所述可动触点和所述驱动机构；其中所述可动板为Z形，其具有承载所述可动触点的接触件，从所述接触件直立的支腿，及一端连接到所述支腿而另一端固定在所述驱动机构的支撑件，所述可动触点受到由驱动机构沿着使所述可动触点与所述固定触点接触方向的第一力和由于所述可动板的超过行程导致所述支撑件变形而通过所述支腿施加的第二力，所述固定触点和所述可动触点布置成使所述第一力和第二力的合力作用在由所述固定触点和所述可动触点之间限定的接触表面的法线方向上。
2.如权利要求1所述的接触装置，其中所述接触件在所述可动触点之间具有一个切口。
3.如权利要求1所述的接触装置，其中所述支腿具有沿所述支腿直立方向的突起。
4.如权利要求1所述的接触装置，其中，它还包括在所述支腿和所述接触件间的连接部分并与所述支腿和所述接触件的表面都进行接触的突起。
5.如权利要求1所述的接触装置，其中所述接触件具有两个可动触点；所述支腿从连接两个可动触点的每个中心的连线向上直立。
6.如权利要求1所述的接触装置，其中所述驱动机构具有上面缠绕有线圈的线轴，所述壳体具有每个所述固定端穿过的基座，所述基座和所述线轴与一个止动件一起由相同材料整体模制，所述止动件用于限制所述可动板沿着所述可动触点从所述固定触点上分开方向上的运动。
7.如权利要求1所述的接触装置，其中所述壳体具有每个所述固定端穿过的基座；所述基座与灭弧室一起由相同材料整体模制，所述灭弧室包围所述固定触点和所述可动触点来熄灭在所述固定触点和所述可动触点之间产生的电弧。
8.如权利要求1所述的接触装置，其中所述壳体包括每个所述固定端穿过的基座，及安装在所述基座上的灭弧盖，该灭弧盖包围所述固定触点和所述可动触点来熄灭在所述固定触点和所述可动触点之间产生的电弧并且覆盖所述驱动机构。
全文摘要
每个可动触点(15)受到由驱动机构沿着使所述可动触点与固定触点(5)接触方向的第一力和由于所述可动板(14)的超过行程导致所述支撑件(14c)变形而通过所述支腿(14b)施加的第二力。将所述可动触点与所述固定触点布置成使所述第一力和第二力的合力作用在由所述固定触点和所述可动触点之间限定的接触表面的法线方向上。这样，所述合力不会产生平行于所述接触表面方向的分力，因此，能够防止当所述触点被打开和闭合时所述可动触点的侧滑。
文档编号H01H1/50GK1698149SQ200480000159
公开日2005年11月16日 申请日期2004年2月27日 优先权日2003年2月28日
发明者山本律, 鱼留利一, 横山浩司 申请人:松下电工株式会社