具有电力阻断的自测试自动监测器接地故障电路中断器(gfci)的制作方法_5

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CB)65的表面上的闩锁组合件50的下部端处提供导电短路条58a(更易于在图22A中见到)。在PCB 65上面对短路条58a的位置处提供次级开关接触件33a及33b。短路条58a优选为由导电材料(例如金属)构成的刚性部件,且具有至少等于提供为复位电路的部分的次级接触件33a与33b之间的距离的长度;举例来说图14中所展示的串联连接到供应电压输出(Vs)的复位开关及电阻器。短路条58a始终与次级开关接触件33a及33b电隔离,在用户起始复位操作期间除外。具体来说,闩锁组合件50悬置于PCB 65上方以阻止短路条58a接触次级开关接触件且因此阻止复位电路短路,在用户按压复位按钮34以起始复位操作时除外。
[0121]在又一实施例中,短路条58a附接到闩锁组合件50,其中一或多个介入弹簧元件为闩锁组合件提供额外行程。举例来说,根据此又一实施例,一或多个弹簧(例如线圈弹簧、板片弹簧等)经置于闩锁组合件50的底部与短路条58a之间。当按压复位按钮34时,弹簧元件55在短路条58a朝向次级开关接触件33a、33b向下移动时开始压缩。当短路条58a与开关接触件33a、33b接触时,短路条与闩锁组合件的底部之间的弹簧元件在继续按压复位按钮34时开始压缩且复位弹簧55继续压缩。
[0122]在螺线管壳体60内提供螺线管51。柱塞52、弹簧元件62及间隔件64全部提供于螺线管51内且与螺线管51同轴。如所展示,柱塞52及弹簧元件62抵靠“T”形闩锁板54的侧壁66的外表面邻接。通过提供于侧壁66的内表面与闩锁组合件50的下部端之间的螺旋弹簧元件67的力将闩锁板54固持于其初始位置中。在螺线管51周围不存在磁场的情况下,弹簧元件67的力克服提供于螺线管51内的弹簧元件62的力,闩锁板54的侧壁66保持抵靠螺线管壳体的凸缘69而被按压。
[0123]图21A、21B分别是闩锁组合件50的示范性实施例的放大侧视横截面图及前视横截面图。如所展示,闩锁组合件50通过提供于两对保持栓59a与59b之间的弹簧元件57a及57b悬置于PCB 65上方。根据此实施例,保持栓59b经提供为螺线管壳体60的部分,而保持栓59a经提供为闩锁组合件50的部分,如所展示。保持栓59a经提供于与闩锁组合件50成整体且远离闩锁组合件50横向延伸的向外突出表面或臂50b上。保持栓59a及59b不但保持弹簧元件57a及57b,而且其还提供用于弹簧元件57a及57b的反应表面,以保持闩锁组合件50浮动或悬置于PCB 65上方。由弹簧元件57a及57b提供的力在不存在外部力的情况下(举例来说在用户按压复位按钮以开始复位操作时)足以将闩锁组合件50维持于浮动位置中。
[0124]如下文关于图27A、27B更详细描述,当GFCI装置10 (图1)进入闩锁状态时,闩锁组合件50的横向延伸臂50b将悬臂式负载接触件臂80及81推进为分别与悬臂式线接触件臂82及83啮合以将电力供应到面端子及负载端子。由于在R锁状态中负载接触件臂80及81分别与线接触件臂82及83电连接,因此负载接触件臂80及81优选地形成为远离线接触件臂82及83而朝向PCB 65有效偏置的弹性悬臂。为阻止悬臂式负载臂80及81以不合意方式压迫闩锁组合件臂50b,且因此闩锁组合件50抵靠弹簧元件57a及57b在未闩锁状态中朝向PCB 65的偏置,螺线管壳体60优选地还包含至少一个固定或内建止挡件68a,所述止挡件提供抵靠其而安放悬臂式负载臂80及81的止挡表面,因此,停止进一步向下移动。固定止挡件68a通过在悬臂式臂接触固定止挡件时阻挡悬臂式臂沿偏置方向的移动而阻止悬臂式臂在闩锁组合件臂50b上提供力。固定止挡件68a经提供为额外构件以确保在不存在由用户所施加力来起始复位机构的情况下闩锁组合件50保持悬置于PCB 65上方。还在螺线管壳体60的相对侧上优选地提供类似固定止挡件68b以提供用于悬臂式线臂82及83的类似止挡表面。固定止挡件68b阻止危险情况(其中当GFCI处于未闩锁状态中时,悬臂式线臂82及83可通过悬臂的有效偏置而推进来接触负载臂80及81)发生。
[0125]图22到26是图解说明在示范性GFCI装置10的闩锁机构进入经闩锁“复位”状态时其操作的序列的透视图。如图22A中所图解说明,根据此示范性实施例,GFCI装置处于未闩锁或“跳闸”条件中。此为从制造商提供装置时,其所处的条件。如所展示,处于初始未闩锁状态中的闩锁组合件50悬置于印刷电路板(PCB) 65上方,使得在短路条58a与次级PCB接触件33a及33b之间不存在物理接触。在未闩锁状态中,闩锁板54经定位于由复位凸缘61的第一接触表面61a及第二接触表面61b形成的复位销的接触凸缘下方。在此未闩锁位置中,如下文关于图27A进一步描述,线侧接触件41及42不能分别接触负载侧接触件43及44,因此阻止将电力供应到GFCI装置的任何负载侧装置或面端子18、20 (图1)。因此,在初始状态中,在复位操作之前,不管GFCI装置是否经正确接线到电源,均不存在供应到面端子18、20的电力。
[0126]在GFCI装置通过将电源的带电导体及中性导体分别连接到线端子39及40(图1、2)而正确接线到电源之后,在将把电力供应到面端子18、20及负载端子37、38之前执行复位操作。为起始复位,即,为将闩锁组合件置于闩锁状态中,用户抵抗环绕复位销56的弹簧元件55的力来按压从GFCI盖14突出的复位按钮34。复位销56沿与复位按钮34相同的方向朝向闩锁板54移动到GFCI壳体中。如图22B中所展示,复位凸缘61的底部表面61b接触闩锁板54 ο在接触闩锁板54之前,在不影响闩锁组合件的移动的情况下,复位销56 (包含复位凸缘61)穿过闩锁组合件50的主体中的孔轴向移动。由于与闩锁板54(其沿与闩锁组合件50相同的方向为可移动的)啮合,且在继续按压复位按钮34之后,闩锁组合件50抵抗弹簧元件57a、57b(图21B中所展示)的力与复位销56 —起移动。
[0127]如图23A、23B中所展示,闩锁组合件50及闩锁板54的向下移动继续,直到短路条58a与提供于PCB 65上的次级接触件33a、33b接触为止,因此使复位开关闭合。提供于PCB65上的次级接触件33a、33b形成复位开关的第一部分。当短路条58a接触次级接触件33a、33b时,复位开关闭合,因此,在连接到GFCI IC装置的SCR_0UT端口的SCR的栅极与GFCIIC的电压输出引脚(图14)之间提供导电路径。如果GFCI装置经正确接线,那么电流将通过此闭合导电路径供应到SCR的栅极端子。所供应电流将SCR转变为导电/操作状态且通过螺线管51从经正确接线带电线端子39汲取电流。现在流动的电流在螺线管51处产生磁场,所述磁场沿抵靠侧壁66稍微压缩弹簧62且抵靠R锁板54的侧壁66推动间隔件64的方向压迫(即,起动)柱塞52。
[0128]参考图23B,由螺线管51的线圈施加到柱塞52的磁力足以克服由定位于闩锁板54的侧壁66与闩锁组合件50上的弹簧保持栓之间的弹簧元件67断言的相对力。因此,在图23B中闩锁板54穿过闩锁组合件50中的槽被柱塞52及空心间隔件64移动到右侧,如所展示。在此位置中,闩锁板54中的孔隙71与复位销56上的复位凸缘61对准,使得复位凸缘的第二或底部表面61b不再接触闩锁板。在示范性实施例中,弹簧元件57a、57b (图21A、21B)提供弹性缓冲抵抗由用户起始复位操作而在复位销上断言的过多力。具体来说,当用户按压复位按钮以起始图23B中所展示的条件时,弹簧57a、57b压缩。当短路条使复位开关闭合以起始柱塞52的起动时,弹簧57a、57b减少闩锁板54的表面上的有效力。由于在闩锁组合件50于PCB板上“降到最低点”之前复位开关(即)被短路条58a闭合,因此弹簧57a、57b吸收由闩锁板54上的复位凸缘61施加的一些向下力。此确保闩锁板54在柱塞52的起动后即刻移动到所要位置,如上文所描述。
[0129]在又一示范性实施例中,举例来说在图24中所展示,替代图23B中所展示的弹簧57a、57b或除图23B中所展示的弹簧57a、57b以外,提供具有内部弹簧元件155的圆柱形复位销156。在此实施例中,短路条58a可直接附接到闩锁组合件的下部端,此与具有一或多个介入弹簧(例如图21C的实施例中所包含的弹簧160a、160b)相反。复位销156包括至少两个部分157、158。复位销156的上部部分157具有空心腔159,所述空心腔在其顶部端处具有保持栓以用于保持弹簧155的一端。复位销156的下部部分158包含分别具有上部表面161a及下部表面161b的复位凸缘161,且在空心腔159的外侧延伸。下部部分158附接到具有弹簧元件155的空心上部部分157。弹簧元件155优选地具备至少稍微大于闩锁组合件50的向上力的偏置力。弹簧元件155提供缓冲以减少复位销156对闩锁板54的有效力。因此,并不阻止闩锁板54在柱塞52的起动后即刻移动到所要位置,如上文所描述。
[0130]关于图22A、22B及23A、23B中所图解说明的实施例,继续按压复位按钮34 (图20)使复位销56向下移动穿过闩锁组合件50中的腔,如图25A中所展示。由于复位凸缘61的第二下部表面61b不再与闩锁板54接触,因此复位凸缘穿过闩锁板54中的孔隙71移动到图25A中所展示的位置。同样,由于闩锁组合件50不再受复位按钮抵靠弹簧元件57a、57b的偏置的按压的压迫,如图21A、21B中所展示,因此弹簧元件57a、57b向上推进闩锁组合件且使其远离与PCB 65的接触。此外,由于闩锁组合件50被推进远离PCB 65,因此闩锁组合件上的短路条58a也被推进远离PCB且不再接触PCB上的次级接触件33a、33b,因此,使SCR的栅极与GFCI IC装置之间的复位电路断开(例如,参见图14)。
[0131]由于在短路条58a与次级接触件33a、33b切断连接时不再激活SCR的栅极,因此SCR转变回到非导电/非操作状态。因此,不再通过螺线管51汲取电流且磁场终止。在不具有用于抵靠闩锁板54推动柱塞52及间隔件64的磁场的情况下,在图25B中接触闩锁板54的侧壁66的弹簧元件67将间隔件64及柱塞52推动到左侧且将闩锁板推进到其初始位置。闩锁板54在闩锁组合件50内的槽中向侧面滑动,使得闩锁板中的孔隙71不再与复位凸缘61对准。当用户释放复位按钮34时,复位按钮及复位销56由复位回位弹簧元件55沿远离PCB 65的方向(例如,在图25A、25B中向上)推进。
[0132]参考图26,当用户释放复位按钮时(例如,参见图20),复位销56 (其现在将闩锁板54的底侧与复位凸缘61的第一顶部表面61a啮合)沿远离PCB 65的方向向上拉动闩锁板54。现在GFCI装置10及闩锁组合件50被认为处于闩锁状态中,这是因为接触件41、43、45(图27C)电连接且接触件42、44、46(图27C)电连接。由于闩锁板54可沿与闩锁组合件50相同的方向移动,因此闩锁组合件也沿由于由环绕复位销56的弹簧元件55所施加的力所致的相同的方向移动。具体来说,当沿“向上”方向将闩锁组合件50拉动地距PCB 65更远时,闩锁组合件的横向延伸臂50b (图21B)将悬臂式负载臂80及81的自由端上的接触件43、44分别拉动到与分别提供于悬臂式线臂82及83上的线接触件41、42直接接触。当向上拉动闩锁组合件50且装置进入闩锁条件时,悬臂式臂80到83及接触件41到44如图27B中所图解说明而安置。
[0133]除其它之外,图27A及27B还图解说明上文所描述的接触件组合件的示范性实施例。图27A展示处于未闩锁状态中的GFCI装置10。如所展示,在未闩锁状态中,线接触件41及42不接触负载接触件43及44。相应地,在线端子39、40与负载端子37、38之间无电流流动。如关于图1所讨论,如果GFCI装置经适当接线,那么连接到AC电力供应器的线带电导体及中性线导体分别连接到线带电端子39及中性端子40。负载带电导体及负载中性导体以类似方式分别连接到负载带电端子37及中性端子38。线端子39及40分别电连接到悬臂式线臂82及83。在悬臂式线臂82、83的自由端处分别提供多个导电接触件41及42,。根据当前实施例,线接触件41及42被分别用粧固定到端悬臂式臂82及83中的孔中,且包含面对负载接触件43的表面且还包含面朝上,朝向面接触件45、46(未展示)及44的表面。面接触件45、46经提供于位于单独壳体(未展示)上的单独导电部件上。尽管未展示,但在GFCI装置10处于闩锁状态中时,面接触件45、46电连接到提供于顶部盖14上的面端子18、20,且分别与接触件41、42电连接。由于弹性悬臂式线臂82、83的自然偏置,因此在GFCI装置10处于未闩锁或跳闸状态中时,接触件41、42被推进远离连接到面接触件45、46。
[0134]如图27A中所见,负载带电端子37及负载中性端子38分别电连接到悬臂式负载臂80及81。负载接触件43及44分别经提供于悬臂式负载臂80及81
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