切换装置制造方法

切换装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种切换装置，其通过简单的构成，使滑动部件的滑动不依赖于切换操作。滑动部件（1）以如下方式旋转：在作为滑动接触部（E）上的滑动部件（1）的前端的位置的相比连接轴（S）与支点（R）的直线（P）更偏向接触位置（T）侧的位置，弹簧14的弹性变形变为最大。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及切换装置，其通过使可动触点接触/离开固定触点，切换电的导 通和切断。 切换装置

【背景技术】
[0002] 很早以前就开始研究用于太阳光发电系统中的功率调节器或接线箱等跷板开关 构造。例如，在下述的专利文献1中，公开了使操作速度与触点的开闭速度独立的波动开 关。此外，在下述的专利文献2中，公开了将经由固定接触器、可动接触器的电流路径变更 为环状，从而谋求电路断路器的限流切断性能的提高。
[0003] 进一步，在下述的专利文献3中，公开了保护电路以避免过电流、提高切断性能的 电路断路器。在下述的专利文献4中，公开了通过接通弹簧的释放而使可动触点以稳定的 速度向固定触点进行接通动作的断路器。下述的专利文献5中，公开了为了切断高压电流 而使用的断路器消电弧部的固定接触器的构造。下述的专利文献6中，公开了提高大电流 切断时的可动接触器的接通速度的电路断路器。下述的专利文献7中，公开了在开关的触 点在由于熔接等而连接的状态时强制地使其成为非接触状态的开关机构。
[0004] 基于图11，说明以下述专利文献1记载的波动开关为代表的以往的开关的构造。 图11为表示以往的开关的内部的主要部分构造的示意图。如图11所示，以往的开关具备： 滑动部件51、可动部件52、操作开关53、框体突起55、固定触点57以及可动触点58。当该 滑动部件51的前端，由于滑动部件51以轴S为中心旋转，而在可动部件52的滑动接触部 E滑动(滑动部件51的前端在接触滑动接触部E的同时移动）时，该可动部件52以框体突 起55为支点R摇动(是指如杠杆一般在该支点上摇摆动作)，固定触点57和可动触点58接 触/离开，从而切换电的导通和切断。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2012-198993号公报（2012年10月18日公开）
[0008] 专利文献2 :日本特开2012-156044号公报（2012年8月16日公开）
[0009] 专利文献3 :日本特开2007-317586号公报（2007年12月6日公开）
[0010] 专利文献4 :日本特开2006-086066号公报（2006年3月30日公开）
[0011] 专利文献5 :日本特开2000-195367号公报（2000年7月14日公开）
[0012] 专利文献6 :日本特开平11-297180号公报（1999年10月29日公开）
[0013] 专利文献7 :日本特开平11-162285号公报（1999年6月18日公开） 实用新型内容
[0014] (实用新型要解决的课题）
[0015] 基于图12A和图12B说明所述以往的开关具有的问题。图12A和图12B为以时间 顺序表示所述以往的开关动作的情况的示意图，图12A表示固定触点57和可动触点58接 触/离开与滑动部件51的滑动连动的情况，图12B放大示出滑动部件51的前端在滑动接 触部E滑动的部分的同时，以箭头表示通过该滑动部件51施加的力的方向。另外，在图12A 及图12B中，从左边的示意图所表示的状态开始，顺次称为"状态1"?"状态7"。
[0016] 如图12A及图12B所示，所述开关经由固定触点57和可动触点58接近的中间状 态(状态2?状态6 )。在所述中间状态中，发生电弧(是指电流在固定触点57的表面和可动 触点58的表面之间的空隙移动的放电现象)。所述表面的材质由于电弧的产生而劣化，因 此产生开关寿命缩短的第一个问题。由于开关的操作在中途中止，在开关不转移至最终的 状态(状态1和状态7)而停留于所述中间状态的情况下，由于电弧长时间连续发生，上述问 题变得更加严重。
[0017] 此外，在开关从状态1转移至所述中间状态后，在未转移至状态7而再次返回状态 1的情况下，固定触点57和可动触点58熔接(所述表面的材质由于电弧的热而以熔解的状 态接触，导致两触点接合)。并且，所述熔接发生时，产生第二个问题，即产生开关变得无法 活动(变得无法操作）或者开关变得笨重(开关的操作需要较大力气）的问题。
[0018] 基于图13A至图13C说明产生上述第一个问题及第二个问题的原因。图13A至图 13C为仅表示所述开关的构造的本质部分的概略图，图13A对应图12A和图12B所表示的状 态1，图13B对应状态4,图13C对应状态7。另外，请注意，图13A至图13C为了简明示出 滑动部件51的旋转，通过以关于中心线C对称的假想弧表示轨迹L。即，滑动部件51，通过 具有弹性的弹簧(在图13A至图13C中未示出)而连接于操作按钮53的底部，从而由于其不 是仅能够在以轴S为中心的旋转方向上转动的刚体，而在垂直方向（在图13 (b)中从支点 R朝向轴S的方向)伸缩自如，因此，实际情况是该滑动部件51的前端所描画的轨迹L，在水 平方向（图13A至图13C所表示的平面中，与所述垂直方向正交的方向）呈大致直线。
[0019] 如图13A至图13C所示，以往的开关存在上述第一个问题及第二个问题的原因在 于：伴随着开关的切换操作的可动部件52的旋转与滑动部件51的滑动线性地连动(开关的 操作量与滑动部件51滑动的距离具有比例关系)。并且，滑动部件51的滑动线性地依赖于 开关的切换操作的原因在于：所述弹簧的弹性变形变为最大的情况下的所述前端的在滑动 接触部E中的位置位于连接支点R和轴S的直线P (与直线P -致)上，从而滑动部件51施 加于可动部件52的力的力矩与滑动部件51滑动的动作连动（S卩，与开关的切换操作连动)， 在使两触点接触的方向和离开的方向均等地作用。
[0020] 具体而言，由于随着滑动部件51的前端接近支点R，使两触点接触的力逐渐减弱， 可动触点58从固定触点57-点点离开（图12A或者图12B中的状态2及状态3)。当滑动接 触部E中的所述前端的位置来到直线P上时(状态4,此时所述弹簧的弹性变形变为最大)， 所述力的力矩变为零，因此力不再作用于使两触点接触或者离开的任一方向。当所述位置 超过直线P时(状态5及状态6)，由于所述弹簧发生弹性变形而积蓄的应力（该弹簧将要恢 复至原来形状的力），使两触点离开的力逐渐增强，可动触点58从固定触点57 -点点地进 一步地离开。由此，开关从状态1转移至状态7为止，对应该开关的切换操作，出现所述中 间状态(参照图12A和图12B)。这便引起所述第一个问题及第二个问题。
[0021] 如前所述，在所述专利文献1中，公开了使操作速度与触点的开闭速度独立的波 动开关。但是，由于该波动开关需要具备在第一接触片上设置作为不同于该第一接触片的 部件的第二接触片的复杂构成，因此产生部件数量增加、与之伴随的组装该部件的工序增 加的缺点。其他专利文献也会产生同样的缺点，因此，从抑制成本的观点来看，难以实际应 用。
[0022] 本实用新型鉴于上述第一个问题及第二个问题而作出，其目的在于提供一种切换 装置，其通过简单的构成，使滑动部件的滑动不依赖于切换操作。
[0023](解决课题的技术方案）
[0024] 为了解决所述课题，本实用新型的一实施方式所涉及的切换装置是（1)如下的切 换装置，包括：在既定支点摇动的可动部件；设置于该可动部件的可动触点；通过以既定轴 为中心旋转的动作，既定部分在所述可动部件的既定面上滑动的滑动部件；以所述既定部 分抵接于所述既定面上的同时能够滑动的方式，伸缩自如地支撑所述滑动部件的弹性部 件；在既定接触位置接触所述可动触点的固定触点，通过所述滑动部件的滑动，所述可动部 件摇动，通过该可动部件的摇动，切换所述可动触点和所述固定触点的接触与非接触，从而 切换电的导通和切断；（2)所述滑动部件以如下方式旋转：在所述既定面上的所述既定部 分的位置、相比连接所述既定轴与所述既定支点的直线偏向所述既定接触位置侧的位置， 所述弹性部件的变形变为最大。
[0025] 如前所述，在以往的开关中，弹性部件的弹性变形变为最大情况下的滑动部件的 在既定面上的位置，位于连接既定支点与既定轴的直线上。由此，开关的操作量与滑动部件 滑动的距离具有比例关系，产生第一个问题（电弧导致开关寿命缩短的问题）及第二个问题 (触点熔接导致变得无法操作或者操作变得笨重的问题)。
[0026] 另一方面，根据本实用新型的一方式涉及的切换装置，所述滑动部件以如下方式 旋转：在所述既定面上的所述既定部分(例如所述滑动部件的前端）的位置、相比所述直线 偏向所述既定接触位置侧的位置，所述弹性部件的变形变为最大。通过不增加部件个数的 简单构成，所述滑动部件施加于所述可动部件的力的力矩，在偏向使所述固定触点和所述 可动触点接触的方向上作用。
[0027] 具体而言，随着所述既定部分接近所述既定支点，作用于使两触点接触的方向上 的所述力的力矩逐渐减弱，直至所述既定部分通过所述直线，所述可动触点不从所述固定 触点离开。即，弹性部件的变形变为最大时，在以往的开关中，可动触点已经从固定触点离 开，但在上述切换装置中，所述可动触点依然未从所述固定触点离开。这是由于，弹性部件 的变形变为最大的位置相比所述直线偏向所述既定接触位置侧，从而即使所述既定部分来 到该变为最大的位置，所述力的力矩依然施加于使两触点接触的方向上。
[0028] 因此，在上述切换装置中，所述可动触点从所述固定触点离开的时间点，与以往相 比延迟(并非如以往一样，在切换操作开始的同时，滑动部件便开始滑动)。即，在操作进行 至中途的阶段(上述弹性部件的应力开始作用的阶段)，两触点依然接触，因此，即使在该操 作返回的情况下，两触点也不会熔接。从而，上述切换装置能够解决所述第二个问题。
[0029] 此外，由于即使上述弹性部件的变形变为最大的情况下，所述可动触点也不从所 述固定触点离开，因此，上述切换装置能够使由上述弹性变形而积蓄的应力（所述弹性部件 将要恢复至原来形状的力）从两触点仍接触的状态开始在使该两触点离开的方向上发生作 用。从而，在所述切换装置中，时间点被推迟的两触点的离开开始后，所述可动触点以比以 往更快的速度离开所述固定触点，使得该两触点瞬时分开(不像以往那样，可动触点从固定 触点离开的速度依赖于开关操作的速度)，使得该两触点瞬时分开。由此，处于发生电弧的 上述中间状态的时间比以往缩短，因此，上述切换装置能够解决所述第一个问题。
[0030] 即，本实用新型一实施方式所涉及的切换装置，其能够通过简单的构成，使滑动部 件的滑动不依赖于切换操作。因此，所述切换装置能够解决所述第一个问题和第二个问题。
[0031] 另外，在本实用新型一实施方式所涉及的切换装置中，（1)所述滑动部件可以以如 下方式旋转：通过使所述既定轴相比所述既定支点靠近所述既定接触位置，在相比所述直 线偏向所述既定接触位置侧的位置，所述弹性部件的变形变为最大。
[0032] 根据所述构成，本实用新型一实施方式所涉及的切换装置，通过所述既定轴的水 平位置相对于所述既定支点偏向所述既定接触位置侧（所述既定轴相比所述既定支点靠近 所述既定接触位置）这一简单的构成，能够使所述弹性部件的变形在相比所述直线偏向所 述既定接触位置侧的位置为最大。即，本实用新型一实施方式所涉及的切换装置，能够通过 简单的构成，使滑动部件的滑动不依赖于切换操作。因此，上述切换装置能够解决所述第一 个问题和第二个问题。
[0033] 此外，在本实用新型一实施方式所涉及的切换装置中，（1)所述滑动部件可以以如 下方式旋转：通过在所述可动部件设置突起，在相比所述直线偏向所述既定接触位置侧的 位置，所述弹性部件的变形变为最大。
[0034] 根据所述构成，本实用新型一实施方式所涉及的切换装置，其通过于所述可动部 件设置突起这一简单构成，能够使所述弹性部件的变形在相比所述直线偏向所述既定接触 位置侧的位置为最大。即，本实用新型一实施方式所涉及的切换装置，能够通过简单的构 成，使滑动部件的滑动不依赖于切换操作。因此，上述切换装置能够解决所述第一个问题和 第二个问题。
[0035] 此外，在本实用新型一实施方式所涉及的切换装置中，（1)所述可动部件具有形成 于该可动部件的既定端部的弯曲部，（2)所述滑动部件，从所述既定接触位置侧至所述弯曲 部，所述既定部分可以在所述既定面上滑动。
[0036] 以往的开关，由于可动部件仅具有板状的形状，滑动部件滑动的速度不会根据该 可动部件的形状而有缓急之分。即，开关的操作速度与滑动部件滑动的速度(换言之，可动 触点从固定触点离开的速度）一致。因此，滑动部件的滑动依赖于开关的切换操作。
[0037] 另一方面，根据本实用新型一实施方式所涉及的切换装置，由于所述可动部件具 有所述弯曲部，因此，从既定接触位置侧在所述可动部件上滑动的所述既定部分一气滑向 所述弯曲部的最低部。即，所述滑动部件高速地滑动，而不取决于所述切换装置的操作速 度。从而，所述可动部件以跃起方式有力地摇动，因此，所述可动触点高速地从固定触点离 开。换言之，在所述切换装置中，时间上推迟的两触点的离开开始后，所述可动触点以比以 往更快的速度离开所述固定触点，使得该两触点瞬时分开。由此，处于发生电弧的所述中间 状态的时间比以往缩短，因此，所述切换装置能够更加可靠地解决所述第一个问题。
[0038] 此外，以往为了防止框体的内壁由于电弧而劣化，需要使该框体大于既定尺寸，需 要内部空间一定程度地拓宽，而所述切换装置通过使两触点高速地离开，能够将发生的电 弧的能量抑制为较小，从而无需拓宽内部空间。从而，本实用新型一实施方式所涉及的切换 装置，与以往相比能够使装置小型化。
[0039](实用新型效果）
[0040] 根据本实用新型一实施方式所涉及的切换装置，所述滑动部件以如下方式旋转： 在所述既定面上的所述既定部分的位置、相比连接所述既定轴与所述既定支点的直线偏向 所述既定接触位置侧的位置，所述弹性部件的变形变为最大。
[0041] 综上，所述切换装置，其能够通过简单的构成，使滑动部件的滑动不依赖于切换操 作。从而，所述切换装置产生如下效果：能够解决电弧导致开关寿命缩短的第一个问题及触 点熔接导致变得无法操作或者操作变得笨重的第二个问题。

【专利附图】

【附图说明】
[0042] 图1为表示本实用新型一实施方式涉及的开关的主要部分构成的示意图。
[0043] 图2A至图2C为仅表示轴相比支点更靠近接触位置的第一构造的本质的部分的概 略图，图2A对应图5A和图5B所表示的状态1，图2B对应状态4,图2C对应状态7。
[0044] 图3A至图3C为仅表示将滑动突起设置于可动部件的滑动接触部的第二构造的本 质部分的概略图，图3A对应图5A和图5B所表示的状态1，图3B对应状态4,图3C对应状 态7。
[0045] 图4为表示所述开关的内部的主要部分构造的示意图。
[0046] 图5A和图5B为以时间顺序表示所述开关动作的情况的示意图，图5A表示固定触 点和可动触点与滑动部件的滑动连动地接触/离开的情况，图5B放大表示滑动部件的前端 在滑动接触部滑动的部分的同时，以箭头表示通过该滑动部件施加的力的方向。
[0047] 图6A至图6C为阶段性地表示所述开关组装过程的分解立体图，图6A表示第一组 装过程，图6B表示第二组装过程，图6C表示组装完成的所述开关的外观。
[0048] 图7A至图7C表示可动部件，图7A为侧视图，图7B为仰视图，图7C为立体图。
[0049] 图8为在所述开关和以往的开关之间，以2种操作速度比较切断时间和电弧能量 的表。
[0050] 图9A为表示切断时间相对于操作速度的依存性的图，图9B为表示电弧能量相对 于操作速度的依存性的图。
[0051] 图10A至图10C表示设置于可动部件的滑动突起的其他形状的示意图，图10A为 第一其他形状，图10B为第二其他形状，图10C为第三其他形状。
[0052] 图11为表示以往的开关的内部的主要部分构造的示意图。
[0053] 图12A和图12B为以时间顺序表示所述以往的开关动作的情况的示意图，图12A 表示固定触点和可动触点与滑动部件的滑动连动地接触/离开的情况，图12B放大表示滑 动部件的前端在滑动接触部滑动的部分的同时，以箭头表示通过该滑动部件施加的力的方 向。
[0054] 图13A至图13C为仅表示所述以往的开关的构造的本质部分的概略图，图13A对 应图12A和图12B所表示的状态1，图13B对应状态4,图13C对应状态7。

【具体实施方式】
[0055] 基于图1至图10C，详细说明本实用新型的一实施方式。
[0056] 【开关10的构成】
[0057] 基于图1，说明开关10的构成。图1为表示开关10的内部构造的截面图。
[0058] 此外，开关10的整体与图1所示的截面的关系将参照图6C在下文中说明。另外， 开关10具有由符号1?9及符号14指示的两个相同部件，图1所示的截面中仅显示了其 中一个侧面。在图6A至图6C及该图的说明中，在所述符号中进一步赋予a或者b，以明示 所述部件分别存在两个，为了保证记载的简洁性，在其他附图及其他附图的说明中，省略了 a及b。在其他附图及其他附图的说明中，赋予省略了 a及b的符号的部件在图6A至图6C 及该图的说明中，对应在所述符号中进一步赋予a或者b的部件的任一者(例如，其他附图 中的滑动部件1，对应于图6A中的滑动部件la或者滑动部件lb)。
[0059] 开关(切换装置）10具备：以框体突起5为支点（既定支点）R摇动的可动部件2 ; 设置在该可动部件2的可动触点8 ;通过以轴（既定轴）S为中心旋转的动作，前端（既定部 分)在可动部件2的滑动接触部(既定面上)E滑动的滑动部件1 ;伸缩自如地支撑滑动部件 1使得该前端抵接于滑动接触部E的同时能够滑动的弹簧(弹性部件)14 ;在接触位置(既定 接触位置）T接触可动触点8的固定触点7,通过滑动部件1的滑动，可动部件2摇动，通过 该可动部件2的摇动，切换可动触点8和固定触点7的接触与非接触，从而切换电的导通和 切断。如图1所示，开关10具备：滑动部件1、可动部件2、固定部件3、接地部件4、框体突 起5、滑动突起6、固定触点7、可动触点8、操作按钮11及磁铁13。
[0060] 可动部件2为具有大致勺形状(是指一端部具备扇形的盘状部分，板状部件从扇 的中心部如勺柄一般延伸出的形状）的部件，使用不锈钢（例如，SUS304等的不锈钢）等的 非磁性材料制成。可动部件2在所述盘状部分具备可动触点8 (使用银合金制成的导电部 件)，可动部件2的另一端部(所述板状部件的端部）弯曲呈半钩形状。
[0061] 可动部件2由框体突起5支撑，使得框体突起5插入可动部件2的背面(指可动触 点8接触固定触点7侧的所述板状部件的面）的凹陷K (未体现于图1。将参照图7A和图 7B在下文详细说明)，由此，该可动部件2以该框体突起5为支点R摇动(是指如杠杆一般在 支点R进行摇摆动作)。可动部件2的大致中央部弯曲，使得相对于框体突起5翘曲。即，通 过所述另一端部的弯曲和所述大致中央部的弯曲，如勺柄一般延伸出的所述板状部件，描 画出缓和的大致S字形。另外，在下文中，将由所述大致S字形形成的弯部分称为"弯曲部 B"（图1为了避免繁杂，在图1中没有记载符号。将参照图7A至图7C在下文详细说明）。
[0062] 另外，在可动部件2的正面(是指与所述背面相反侧的所述板状部件的面）设置滑 动突起(突起)6,滑动部件1的前端滑上该滑动突起6的同时，在所述正面滑动(是指滑动部 件1的前端接触该正面的同时移动)。另外，在下文中将滑动部件1在所述正面滑动的部分 称为"滑动接触部E"。
[0063] 固定部件3为具有钩形形状的部件，使用黄铜(例如，可以为C2680R等黄铜)制成。 固定部件3在钩部分(短部分)具备固定触点7 (使用银合金制成的导电部件)。固定部件3 的柄部分(长部分)埋设于框体12(使用尼龙66等的合成纤维制成)的底面，能够导电的电线 连接于该柄部分的前端。同样地，接地部件4也为具有钩形形状的部件，使用黄铜（C2680R) 制成。接地部件4的柄部分也埋设于框体12的底面，该柄部分的前端连接至能够导电的电 线。
[0064] 滑动部件1为具有将板状部件弯曲呈半圆状的形状的部件，使用不锈钢（例如， SUS304等不锈钢）等非磁性材料制成。滑动部件1通过弹簧14 (图1未体现，将参照图6A 至图6C后述)而伸缩自如地安装于操作按钮11 (使用尼龙66等合成纤维制成）的底部，因 此，当通过操作操作按钮11而以轴S为轴旋转时，滑动部件1也与该旋转连动而以轴S为 轴旋转。滑动部件1的前端由于该旋转而在可动部件2的滑动接触部E上滑动，可动部件2 与该滑动连动而在支点R摇动。由于该摇动，在可动部件2的一端部具备的可动触点8与 固定触点7接触/离开，因此，开关10能够切换电的导通和切断。
[0065] 此外，优选使该弯曲部B的曲率与弯曲为所述半圆状的形状的曲率大致相同，以 使得弯曲部B能够接住从接触位置T侧越过滑动突起6在滑动接触部E上滑动的滑动部件 1的前端。不过，两曲率也可以不大致相同。
[0066] 磁铁13为长方体形状的钕粘结磁铁(钕塑料磁铁，一般也称为"钕粘结")，其设置 用于通过在与电流移动方向垂直的方向上产生磁场并对构成电弧的电子施加力而促进该 电弧扩散。
[0067] 【开关10具备的2个特征性构造】
[0068] 基于图2及图3A至图3C，说明为了解决第一个问题（电弧导致开关寿命缩短的问 题）及第二个问题(触点熔接导致变得无法操作或者操作变得笨重的问题)，开关10采用的 两个特征性构造。图2A至图2C为仅表示轴S相比支点R更靠近接触位置T的第一构造的 本质部分的概略图，图2A对应图5A和图5B所表示的状态1，图2B对应状态4,图2C对应 状态7。同样地，图3A至图3C为仅表示将滑动突起6设置于可动部件2的滑动接触部E的 第二构造的本质的部分的概略图，图3A对应图5A和图5B所表示的状态1，图3B对应状态 4,图3C对应状态7。图5A和图5B在下文详细说明。
[0069] 如图2A至图2C所示，轴S的水平位置相对于支点R，偏向接触位置T侧(轴S相比 支点R更靠近接触位置T)，从而，弹簧14 (参照图6A至图6C)的弹性变形变为最大的情况 下的滑动部件1的前端的在滑动接触部E的位置未来到直线P上(与直线P不一致)。艮P， 在相比直线P偏向接触位置T侧的位置，弹簧14的变形变为最大。由此，在力矩变为中立 的直线P的位置，弹簧14的能量被释放，滑动部件1的前端通过该弹簧14所积蓄的能量在 滑动接触部E上滑动。
[0070] 如图3A至图3C所示，通过在可动部件2的滑动接触部E设置滑动突起6,弹簧14 的弹性变形变为最大的情况下的所述前端的在滑动接触部E的位置未来到直线P上（与直 线P不一致)。即，通过滑动部件1的前端以爬上滑动突起6的斜面的方式滑动，在该滑动 突起6的顶点弹簧14的弹性变形变为最大的位置，相比直线P偏向两触点（固定触点7和 可动触点8)侧。由此，在力矩为中立的直线P的位置，弹簧14的能量被释放，滑动部件1 的前端通过弹簧14所积蓄的能量在滑动接触部E上滑动。
[0071] 此外，请注意，图2及图3A至图3C为了简明地说明通过分别设置所述第一构造及 第二构造而发挥的效果，通过以中心线C为对称的假想弧表示轨迹L。即，滑动部件1不是 仅能够在以轴S为中心的旋转方向上转动的刚体，实际情况是，由于弹簧14的弹性，其在垂 直方向(在图2B或者图3B中从支点R朝向轴S的方向)伸缩自如，因此，该滑动部件1的前 端所描画的轨迹L并非为如图2或者图3A至图3C所示的假想弧。不过，"弹簧14的弹性 变形变为最大的情况下的所述前端的在滑动接触部E的位置未来到直线P上"这一本质，在 实际的开关10中是相同的。
[0072] 如前所述，在过去的开关(参照图11至图13C)中，弹簧的弹性变形变为最大的情 况下的滑动部件在滑动接触部E的位置位于连接支点R和轴S的直线P之上。由此，与滑 动部件的前端在滑动接触部E滑动的动作连动，该滑动部件施加于可动部件的力的力矩在 使两触点接触的方向和离开的方向均等地作用，因此，过去的开关从状态1开始到转移至 状态7为止，连续地出现中间状态（固定触点7和可动触点8接近的状态)。这就引起了所 述第一个问题及第二个问题。
[0073] 另一方面，由于开关10具有（1)轴S的水平位置相对于支点R偏向接触位置T侧 的第一构造（图2)、或者（2)在可动部件2的滑动接触部E设置滑动突起6的第二构造（图 3A至图3C)，该滑动部件1以弹簧14的变形在作为滑动接触部E中的滑动部件1的前端的 位置的相比直线P偏向接触位置T侧的位置变为最大的方式旋转(滑动部件1以弹簧14的 弹性变形变为最大的情况下所述前端在滑动接触部E的位置未来到直线P上的方式旋转)。 由此，滑动部件1施加于可动部件2的力的力矩，在偏向使两触点接触的方向上作用。
[0074] 具体而言，随着滑动部件1的前端接近支点R，使两触点接触的力逐渐减弱，但与 以往的开关不同，直至所述前端通过直线P为止，可动触点8不从固定触点7离开。这是由 于，弹簧14的变形变为最大的位置相比直线P更偏向接触位置T侧，从而即使所述前端来 到弹簧14的变形变为最大的位置（图5A和图5B所示的状态4)，所述力的力矩依然施加于 使两触点接触的方向上。即，开关10由于具有所述构造（1)或者（2)，与以往相比能够推迟 两触点离开的时间点（并非如以往一样，在切换操作开始的同时，滑动部件便开始滑动)。由 此，在操作进行至中途的阶段(弹簧14的应力开始作用的阶段)，两触点依然接触，因此，即 使在该操作返回的情况下，两触点也不会熔接。从而，开关10能够解决所述第二个问题。
[0075] 另外，在弹簧14的弹性变形变为最大时，在以往的开关中，可动触点已经从固定 触点离开，但是在开关10中，可动触点8依然未从固定触点7离开。因此，开关10能够使 弹簧14由于弹性变形而积蓄的应力（该弹簧14将要恢复至原来形状的力)从两触点仍然接 触的状态开始在使该两触点离开的方向上发生作用。从而，在开关10中，时间上推迟的两 触点的离开开始后，可动触点8以比以往更快的速度离开固定触点7,使得该两触点瞬时分 开(不像以往那样地，可动触点从固定触点离开的速度依赖于开关操作的速度)。由此，处于 发生电弧的所述中间状态的时间比以往缩短，因此，开关10能够解决所述第一个问题。
[0076] 如上所述，开关10能够通过所述第一构造或者第二构造的简单构成，使滑动部件 1的滑动不依赖于切换操作。从而，开关10产生如下效果：能够解决电弧导致开关寿命缩 短的第一个问题及固定触点7和可动触点8熔接导致变得无法操作或者操作变得笨重的第 二个问题。
[0077] 另外，在图1、图4?图10C及这些附图的说明中，说明了兼备所述第一构造和第二 构造的开关10。开关10由于兼备两种构造，能够使滑动部件1的滑动更加不依赖于切换操 作，因此，能够更可靠地解决所述第一个问题和第二个问题。不过，请注意开关10在仅具备 任一者构造的情况下，也能够发挥同样的效果。此外，请注意只要为如下构造即可：由于滑 动部件1施加于可动部件2的力的力矩，在偏向使两触点接触的方向上作用，该滑动部件1 以在作为滑动接触部E中的滑动部件1的前端的位置的相比直线P偏向接触位置T侧的位 置，弹簧14的变形变为最大的方式旋转，该构造并不局限于所述第一构造或者第二构造。
[0078] 【开关10的动作】
[0079] 基于图4及图5A和图5B，详细说明开关10具有的构造和该开关10的动作。图4 为表示开关10的内部的主要部分构造的示意图。图5A和图5B为以时间顺序表示开关10 动作的情况的示意图，图5A表示固定触点7和可动触点8与滑动部件1的滑动连动地接触 /离开的情况，图5B放大表示滑动部件1的前端在滑动接触部E滑动的部分的同时，以箭头 表不通过该滑动部件1施加的力的方向。另，在图5A和图5B中，从左边的不意图所表不的 状态开始，顺次称为"状态1"?"状态7"。
[0080] 如图4所示，开关10具备轴S相比支点R更靠近接触位置T的第一构造以及在可 动部件2的滑动接触部E设置滑动突起6的第二构造。这里，请注意由于可动部件2具有 大致S字形的形状，从而形成弯曲部B。
[0081] 以往的开关，由于可动部件仅仅具有板状的形状而已（大致中央部不是以相对于 框体突起翘曲的方式弯曲，不具有大致S字形的形状)，滑动部件的滑动速度不会根据滑动 接触部E的形状而有缓急之分。即，开关的操作速度与滑动部件的滑动速度(换言之，可动 触点从固定触点离开的速度）一致。因此，滑动部件的滑动更加依赖于开关的切换操作。
[0082] 由于开关10具备的可动部件2具有弯曲部B，因此，从接触位置T侧在滑动接触 部E上滑动的滑动部件1的前端，越过滑动突起6后，如在从该滑动突起6的顶点经下坡下 坠至所述弯曲部B的最低部的方式，一气滑向该弯曲部B (参照图5A和图5B中的状态7)。 艮P，滑动部件1经过滑动突起6的顶点后，滑动部件1高速地滑动，而不取决于按下操作按 钮11的速度(开关10的操作速度)。从而，由于可动部件2以跃起方式有力地摇动，因此可 动触点8高速地从固定触点7离开。换言之，开关10在时间点推迟的两触点的离开开始后 (状态6)，瞬时地转移至分开状态(状态7)。由此，处于发生电弧的所述中间状态的时间比 以往缩短，因此，开关10能够更加可靠地解决所述第一个问题。
[0083] 并且，开关10与以往的开关相比能够缩小框体12。以往的开关为了防止框体的内 壁由于电弧而劣化，需要使该框体大于既定尺寸，需要一定程度地拓宽内部空间，而开关10 通过使可动触点8从固定触点7高速地离开，能够将发生的电弧的能量抑制为较小(将参照 图8在下文详细说明)，从而无需拓宽内部空间。
[0084] 如图5A和图5B所示，即使滑动部件1的前端接近可动部件2的另一端部，直至状 态6所示的位置为止，可动触点8都不会从固定触点7离开。从图5B中箭头所示的力的朝 向可知，这是由于该力不断地施加于使两触点接触的方向上的缘故。并且，滑动部件1到达 状态6所示的位置之后，所述前端立刻滑动至状态7所示的位置(弯曲部B的最低部)。由 此，开关10几乎不经过固定触点7和可动触点8接近的中间状态，从固定触点7和可动触 点8接触的状态(状态1) 一气转移至两触点离开的状态(状态7)。
[0085] 即，开关10能够通过简单的构成，使滑动部件1的滑动不依赖于切换操作。从而， 开关10能够解决所述第一个问题和第二个问题。
[0086] 【开关10的外观及组装过程】
[0087] 基于图6A至图6C，说明开关10的外观及组装过程。图6A至图6C为阶段性地表 示开关10的组装过程的分解立体图，图6A表示第一组装过程，图6B表示第二组装过程，图 6C表示组装完成的开关10的外观。另外，前述的图1相当于图6C中的A-A线箭头方向的 截面图。以下，仅说明未体现在图1所示的截面中的部件。
[0088] 桥9a及桥9b为，在固定触点7和可动触点8接触的情况下，从固定部件3侧向 接地部件4侧导电（电流的流动方向也可以相反）的、具有钩形形状的部件，使用黄铜制成。 艮P，桥9a及桥9b的钩部分分别固定于接地部件4a及接地部件4b，当可动部件2摇动而使 得两触点接触时，桥9a及桥9b的柄部分以分别被挤压至固定部件3a及固定部件3b的方 式接触。由此，从固定部件3侧向接地部件4侧通电。
[0089] 弹簧（弹性部件）14a及弹簧(弹性部件）14b为圆柱形状的弹性部件，分别伸缩自 如地将滑动部件la及滑动部件lb连接于操作按钮11的底部，使得滑动部件1的前端在抵 接于滑动接触部E的同时能够滑动，弹簧14a及14b使用钢琴线(例如，可以为SWP-A等钢 丝的钢琴线)制成。轴承孔16a及轴承孔16b为通过在其内插入设置于操作按钮11并作为 轴S发挥作用的突起而能够使操作按钮11旋转的孔。
[0090] 【可动部件2的形状】
[0091] 基于图7A至图7C，详细说明可动部件2的形状。图7A至图7C表示可动部件2， 图7A为侧视图，图7B为仰视图，图7C为立体图。
[0092] 如图7A和图7B所示，凹陷K设置于可动部件2的背面，可动部件2以框体突起5 插入该凹陷K的方式（以凹陷K的最深部与框体突起5的前端抵接的方式)载置于框体突起 5。由此，可动部件2以以该框体突起5为支点R摇动的方式被支撑。
[0093] 如图7A和图7C所示，可动部件2具有弯曲部B，其由另一端部(与具备可动触点8 的端部相反侧的端部)具有的半钩形状形成。由此，从接触位置T侧开始在接触部E上滑动 的滑动部件1越过滑动突起6后，朝向该弯曲部B迅速地滑动，于是可动部件2以跃起方式 有力地摇动，因此可动触点8高速地从固定触点7离开。
[0094] 【开关10的性能和现有的开关的性能的比较】
[0095] 基于图8,说明开关10的性能和现有的开关的性能的比较结果。图8为在开关10 和以往的开关之间，以2种操作速度(按下操作按钮11的速度）比较切断时间（从固定触点 和可动触点离开后发生电弧开始至电弧消失所需要的时间）和电弧能量（电弧所放出的电 能）的表。在包含于该表的图中，横轴表示从电弧发生开始经过的时间，纵轴表示各时间的 电弧的电流、电压、以及电功率（电流X电压）的大小。
[0096] 如图8的各图的横轴所示，操作按钮11的操作开始后，至可动触点8从固定触点7 开始离开为止的时间（a毫秒)，开关10比以往的开关长。即，开关10与以往相比能够延迟 可动触点8从固定触点7离开的时间点。另外，如各图所示，表示电弧能量的波形的上升， 开关10比以往的开关陡峻。即，开关10通过使可动触点8从固定触点7高速地离开，相比 以往能够缩短电弧发生的时间。
[0097] 实际中，在操作速度为每秒30毫米的情况和操作速度为每秒60毫米的情况的任 一情况下，开关10与以往的开关相比，切断时间更短、电弧能量更小。另外，如下文参照图 9的描述，在以往的开关中，操作速度越慢，切断时间及电弧能量越增大(具有操作依存性）； 然而，在开关10中，切断时间及电弧能量被保持为大致一定(没有操作依存性)，因此，越放 慢以往的开关的操作速度，开关10相对于以往的开关的切断时间及电弧能量的减小幅度 越大。
[0098] 基于图9A和图9B，说明进一步比较开关10的性能和现有的开关的性能的结果。 图9A为表不切断时间相对于操作速度的依存性的图，图9B为表不电弧能量相对于操作速 度的依存性的图。
[0099] 如图9A和图9B所示，连接表示开关10的实验结果的两点的直线的倾斜度，显著 小于连接表示以往的开关的实验结果的两点的直线的倾斜度。这显示了与以往的开关相比 较，开关10总是发挥恒定的效果(得到的效果不依赖于操作速度)。即，开关10不依赖于操 作按钮11被按下的速度，与以往相比能够延迟可动触点8从固定触点7离开的时间点，并 且能够使可动触点8从固定触点7高速地离开。
[0100] 因此，开关1〇能够可靠地解决电弧导致开关寿命缩短的第一个问题及固定触点7 和可动触点8熔接导致变得无法操作或者操作变得笨重的第二个问题。
[0101] 【滑动突起6的其他形状】
[0102] 基于图10A至图10C，说明滑动突起6的其他形状。图10A至图10C表示设置于可 动部件2的滑动突起6的其他形状的示意图，图10A为第一其他形状，图10B为第二其他形 状，图10C为第三其他形状。
[0103] 如图10A所示，滑动突起6可以设置于可动部件2的前侧(在图6C所示的开关10 的外观中，为框体12的侧面侧)。此外，如图10B所示，滑动突起6可以具有拱形的形状。或 者，如图10C所示，具有拱形形状的滑动突起6,可以设置于可动部件2的前侧。
[0104]【开关10具有的效果】
[0105] 如以上参照图1?图10C所说明的那样，开关10能够通过简单的构成，使滑动部 件1的滑动不依赖于切换操作。具体而言，无论如何操作操作按钮11，开关10都能够延迟 可动触点8从固定触点7离开的时间点，并且能够使两触点高速地离开。因此，开关10能 够可靠地解决电弧导致开关寿命缩短的第一个问题及触点熔接导致变得无法操作或者操 作变得笨重的第二个问题。
[0106] 此外，通过使可动触点8从固定触点7高速地离开，开关10能够将发生的电弧的 能量抑制为较小，从而无需拓宽框体12的内部空间，具有与以往的开关相比能够小型化的 效果。
[0107] 【有关实施方式的组合】
[0108] 本实用新型不限于所述的各实施方式，在权利要求表示的范围内能够进行各种变 更，对于通过对不同的实施方式中所分别公开的技术方案进行适当组合而得到的实施方 式，也包含于本实用新型的技术范围内。此外，通过对各个实施方式中所分别公开的技术手 段进行组合，能够形成新的技术特征。
[0109] (产业上的可利用性）
[0110] 本实用新型能够广泛地适用于切换电的导通和切断的切换装置。
[0111] 符号说明
[0112] 1滑动部件(滑动部件）
[0113] 2可动部件(可动部件）
[0114] 7固定触点（固定触点）
[0115] 8可动触点(可动触点）
[0116] 6滑动突起(突起）
[0117] 10开关(切换装置）
[0118] 14弹簧(弹性部件）
[0119] B弯曲部(弯曲部）
[0120] E滑动接触部（既定面上）
[0121] P直线(直线）
[0122] R支点（既定支点）
[0123] S轴（既定轴）
[0124] T接触位置（既定接触位置)。
【权利要求】
1. 一种切换装置，包括：在既定支点摇动的可动部件；设置于所述可动部件的可动触 点；通过以既定轴为中心旋转的动作，既定部分在所述可动部件的既定面上滑动的滑动部 件；伸缩自如地支撑所述滑动部件使得所述既定部分抵接于所述既定面上的同时能够滑动 的弹性部件；以及在既定接触位置接触所述可动触点的固定触点；其中，通过所述滑动部 件的滑动，所述可动部件摇动，通过所述可动部件的摇动而切换所述可动触点和所述固定 触点的接触与非接触，从而切换电的导通和切断，所述切换装置的特征在于， 所述滑动部件以如下方式旋转：在所述既定面上的所述既定部分的位置，所述弹性部 件的变形变为最大，所述位置是相比连接所述既定轴与所述既定支点的直线偏向所述既定 接触位置一侧的位置。
2. 根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述既定轴相比所述既定支点更靠 近所述既定接触位置。
3. 根据权利要求1或2所述的切换装置，其特征在于，在所述可动部件设置有突起。
4. 根据权利要求1或2所述的切换装置，其特征在于，所述可动部件具有形成于该可动 部件的既定端部的弯曲部；所述滑动部件的所述既定部分在所述既定面上从所述既定接触 位置一侧至所述弯曲部滑动。
5. 根据权利要求3所述的切换装置，其特征在于，所述可动部件具有形成于该可动部 件的既定端部的弯曲部；所述滑动部件的所述既定部分在所述既定面上从所述既定接触位 置一侧至所述弯曲部滑动。
【文档编号】H01H23/22GK203895333SQ201320879280
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年3月8日
【发明者】石川义人, 宫坂岳志, 山末利纪 申请人:欧姆龙株式会社