免螺钉接线装置及电气设备的制作方法

本发明涉及在电气设备上连接一个单独插入的金属导体，特别是一种免螺钉接线装置，可通过接线工具如螺丝刀迅速使接线装置具有弹性力，实现快速接线，还涉及包括该接线装置的接触器、断路器、热继电器、按钮、开关等电气设备。

背景技术：

目前，低压电器产品例如接触器、断路器、热继电器、按钮等电气设备常需要通过连接一个单独插入的金属导体来实现电气连接，这些电气连接基本上都是采用螺钉接线的端子结构，通常用于这类端子的导体连接结构包括接线板、压板和螺钉，插入螺钉提供的压紧力，将金属导体压接在接线板与压板之间，在接线和拆线时，都需要用螺丝刀作为接线工具转动螺钉，操作麻烦、费时，在震动环境中容易松动。在墙壁开关类建筑电器中，为节省建筑施工工时，已有应用弹簧片结构的接线端子，这类端子的导体连接结构包括弹簧片型环和导电件，通过插入弹簧片型环的弹力，将金属导体压接在弹簧片与导电件之间。而此类弹性导体连接结构，必须借助辅助接线工具才能实现快速连接，并且产品尺寸要相应增加。况且，由于墙壁开关的额定电流很小，如采用墙壁开关的弹簧片型环结构及金属导体被压接在弹簧片与导电件之间的接线方式，无法满足大电流电气设备的电气连接的要求，如温升、耐过载和短路电流的冲击、耐电弧冲击等性能要求，不能用于接触器、断路器、热继电器、按钮等电气设备，这些设备的耐电压电流的冲击破坏的能力和使用寿命的要求，都要比墙壁开关类建筑电器高得多，而这些要求都与接线端子的结构有关。此外，墙壁开关的接线操作可在开关安装前完成，而常规电气设备的接线操作通常在装置安装完成后进行，所以要求接线工具(如螺丝刀)的操作方向必须在装置的正面。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种免螺钉接线装置及 包括该接线装置的电气设备，能够在接触器、断路器、热继电器、按钮、开关等电气设备上最大程度的采用原有零部件，不仅能实现快速接线，而且还能满足大电流、低温升、耐电压电流的冲击、接线操作方便的要求。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种免螺钉接线装置，包括免螺钉接线件1，免螺钉接线件1是由弹性接线件12固定在用于电气连接的主导电件11上而构成的一个组件，并且，所述的弹性接线件12上设有与所述的主导电件11固定在一起的静压线部122，以及一端与静压线部122连接，另一端能弹性移动的与静压线部122压紧配合的动压线部121，动压线部121将需连接的金属导体4挤压夹紧在所述的弹性接线件12的动压线部121与静压线部122之间，同时实现需连接的金属导体4与所述的主导电件11之间的电气连接。

优选的，所述的弹性接线件12上设有可使动压线部121产生形变移动的形变操作部，所述弹性接线件12上设有允许接线工具3插入到形变操作部的的开口125。

优选的，所述的弹性接线件12还包括连接在动压线部121与静压线部122之间的弹性变形部123，所述的静压线部122、弹性变形部123、动压线部121依次连接形成环形结构。

优选的，所述弹性变形部123包括依次连接的第一弹性段1231、第二弹性段1232和第三弹性段1233；所述弹性接线件12由导电金属板材弯曲一体成型，静压线部122、第一弹性段1231、第二弹性段1232和第三弹性段1233依次弯曲形成四边形结构，第三弹性段1233的端部形成动压线部121；第二弹性段1232与静压线部122相对设置，第二弹性段1232和第三弹性段1233之间形成锐角，第三弹性段1233端部的动压线部121延伸到静压线部122的中部与静压线部122配合。

优选的，所述第三弹性段1233的端部弯曲形成动压线部121和挂钩124，在第二弹性段1232上设有允许接线工具3插入的与挂钩124对应设置的开口125。

优选的，在第二弹性段1232和第三弹性段1233上分别设有弯曲的第二保护弯折1234和第三保护弯折1235。

优选的，所述的动压线部121和/或静压线部122上设置有限位开槽126。

本发明还提供了一种电气设备，包括本发明的的免螺钉接线装置。

本发明还提供了另一种电气设备，包括本发明的的免螺钉接线装置，免螺钉接线装置上设有允许接线工具3插入的与挂钩124对应设置的开口125和使动压线部121产生形变移动的形变操作部；主导电件11固定安装在电气设备的壳体2内，免螺钉接线件1固定安装在壳体2的接线槽21内，所述的壳体2的上设有与接线槽21贯通的允许金属导体4插入的金属导体接口24；所述的壳体2上设有与接线槽21贯通的与免螺钉接线件1的弹性接线件12上的开口125设置对应设置的槽孔22。

优选的，所述的壳体2的槽孔22上设有用于给接线工具3的撬动操作提供支点的支承面23；所述的支承面23为圆弧面。

本发明的免螺钉接线装置的优点是能免螺钉接线操作，它无需采用现有的由螺钉提供的压紧力实现接线连接，而是采用免螺钉接线件的结构，巧妙地采用安装在电气设备内部的接线装置自身的弹性力实现接线连接，而且安装方式简单，只需将弹性接线件与主导电件固定连接即可，不仅能同时满足电气设备的接线操作要求和电气连接性能要求，并实现标准化程度更高的快速接线端子，而且还能满足壳体和主导体的结构优化、节省模具投入的费用。

附图说明

图1是本发明的未接线状态的免螺钉接线装置的整体结构的平面示意图。

图2是图1所示的免螺钉接线件1的零件结构的立体示意图。

图3是图1所示的免螺钉接线件1的零件结构的结构示意图。

图4和图5是图1所示的免螺钉接线装置的接线操作过程示意图，其中：图4为接线工具3撬动前的临时状态；图5为接线工具3撬动后的临时状态。

图6是图1所示的接线状态的免螺钉接线装置的整体结构的平面示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至6给出的实施例，进一步说明本发明的免螺钉接线装置及包括该接线装置的电气设备的具体实施方式。

参见图1-3，本发明的免螺钉接线装置包括免螺钉接线件1，它是由弹性接线件12固定在用于电气连接的主导电件11上而构成的一个组件，固定方式可 以是焊接或铆接，并且，所述的弹性接线件12上设有与所述的主导电件11焊接在一起的静压线部122，以及一端与静压线部122连接，另一端能弹性移动的与静压线部122压紧配合的动压线部121，从而通过弹性变形的驱动力将需连接的金属导体4以压紧配合的方式挤压夹紧在所述的弹性接线件12的动压线部121与静压线部122之间，同时实现需连接的金属导体4与所述的主导电件11之间的电气连接。为了便于金属导体4的插拔，所述的弹性接线件12上设有可使动压线部121产生形变移动的形变操作部，所述弹性接线件12上设有允许接线工具3插入到形变操作部的的开口125。所述的弹性接线件12包括动压线部121、与主导电件11焊接在一起的静压线部122和连接在动压线部121与静压线部122之间的弹性变形部123；静压线部122、弹性变形部123、动压线部121依次连接形成多边形的环形结构。通过弹性变形部123的弹性变形驱动动压线部121将金属导体4夹紧在动压线部121与静压线部122之间。为了便于加工生产，在动压线部121的末端形成用于撬动其形变移动的挂钩124作为形变操作部，弹性变形部123上设有允许接线工具3插入的与挂钩124对应设置的开口125，接线工具3穿过开口125插入挂钩124中撬动动压线部121以便于插入和拔出金属导体4。

所述的免螺钉接线装置设置在电气设备中，所示的主导电件11固定安装在电气设备的壳体2内，所述的壳体2上设有用于将所述的免螺钉接线件1固定安装在壳体2的接线槽21内的空间，所述的壳体2的侧面B上设有与接线槽21贯通的用于允许金属导体4插入的金属导体接口24。壳体2的正面A上设有与所述的接线槽21贯通的用于允许接线工具3插入的槽孔22，以便接线工具3能插入该槽孔22伸入到动压线部121。壳体2的槽孔22对着所述的免螺钉接线件1的弹性接线件12上的开口125设置。壳体2的槽孔22上设有用于给接线工具3的撬动操作提供支点的支承面23，以便接线工具3依靠所述的支承面23为支点的配合实现撬动操作。

本发明涉及的电气设备上的导体连接，只需将预制的弹簧片简单焊接或铆接固定到主导电件上，然后固定于低压电气设备壳体内，当要连接一个单独插入的金属导体时，可简单通过螺丝刀工具迅速撬动使其具有弹性力，将需连接的金属导体沿入线口直接插入便可实现夹持，以达到快速接线的目的。更特别 的是，对于硬金属导体(如硬导线)而言，仅需直接插入即可，无需螺丝刀工具。这种免螺钉接线装置可用于接触器、断路器、热继电器、按钮、开关等电气设备，只需将与接线装置相关的局部结构做适应性改进即可。

本发明的一个有益特点是免螺钉接线件1是由主导电件11和弹性接线件12焊接或铆接固定成的一个组件。所述的焊接可采用高强度的自动化程度高的工艺，如储能焊接、插入焊接，实现免螺钉接线件1的最后成型。当主导电件11按照常规的安装方式与壳体2固定连接后，也就实现了免螺钉接线件1及其上的弹性接线件12与壳体2的固定连接。显然，免螺钉接线件1的插入焊接形成的一个构件的结构的优点在于：对于原有的螺钉结构的接线端子产品的壳体2，原螺钉结构的空间完全可以改变为容纳弹性接线件12的空间，原有的固定接线板的结构完全可以改变为固定主导电件11的结构，也就是说，壳体2改进只需考虑容纳弹性接线件12的空间，本发明涉及壳体2的适应性改进最小。而且，与现有的独立结构的弹簧片必须要壳体2提供定位的接线端子相比，本发明无需涉及弹性接线件12与壳体2之间的定位连接关系，因为弹性接线件12随主导电件11的固定而自然定位了，而现有的独立结构的弹簧片的定位结构不仅使得壳体2的结构复杂，甚至还可能因而失去了在接触器、断路器、热继电器、按钮等电气设备上实施的可行性。

本发明的另一个有益特点是弹性接线件12上设有动压线部121和静压线部122，动压线部121以弹性变形的方式与静压线部122压紧配合，通过该压紧配合将插入的待连接的金属导体4夹紧连接在动压线部121与静压线部122之间。这里所述的“压紧配合”是指动压线部121与静压线部122之间依靠动压线部121的弹性变形(移动)驱动就能压紧接触或分离，具体配合工作原理为：在未接线状态下，动压线部121与静压线部122压紧接触(如图1所示，当然也可以带有微小缝隙)；在接线操作过程中，接线工具3的撬动能使动压线部121与静压线部122分离(如图5所示)，以使金属导体4能顺利插入到动压线部121与静压线部122之间；在接线状态下，动压线部121与静压线部122将金属导体4夹紧(如图6所示)。由此可见，在未接线、接线操作和接线的压紧配合的状态下或过程中，动压线部121始终受弹性力驱动，所述的弹性力来自弹性接线件12的弹性变形，例如如图2所示的弹性变形部123的弹性变形。本发明的 弹性接线件12与现有的独立结构的弹簧片相比的区别在于：金属导体4插入动压线部121与静压线部122的夹紧，直接地、完全地与弹性接线件12连接(包括机械连接与电气连接)，这样的结构使得动压线部121和静压线部122都具有传导电力的功能，从而能有效提升接线装置的载流及耐电压电流的冲击破坏的能力，有效降低温升和确保使用寿命，而现有的独立结构的弹簧片，通常只具有插入接触压力的功能，传导电力是由金属导体与导电件之间的接触实现的，因此载流能力小，易出现温升。并且，本发明的弹性接线件12具有强大的弹性力，能为动压线部121、静压线部122与金属导体4之间提供强大的接触压力，以确保接线装置较大的额定电流、实际的载流能力和低温升的电连接性能，而这一效果，在现有的独立结构的弹簧片结构上是无法获得的。由于本发明的免螺钉接线件1的插入焊接形成的一个组件的结构，确保了弹性接线件12与主导电件11之间的电气连接具有能承载大电流并温升小的特性，因此，本发明的免螺钉接线件1及其弹性接线件12，无论是在结构上、功能和性能上，还是在技术效果上，与现有的独立结构的弹簧片结构相比均存在本质的不同。

本发明的又一个有益特点是巧妙利用接线操作过程中必然出现的杠杆撬动的操作动作实现接线操作，其具体实现结构包括，所述的弹性接线件12上设有用于撬动动压线部121变形移动的挂钩124。与之相配套的是，所述的壳体2的槽孔22上设有用于给接线工具3的撬动提供支点的支承面23。显然，利用杠杆撬动原理，可在接线操作时轻松地克服弹性接线件12的强大的弹性力，驱动弹性接线件12的动压线部121变形移动并离开静压线部122(如图5所示)，以使金属导体4能顺利插入到动压线部121与静压线部122之间。而如果采用现有的独立结构的弹簧片结构的推压驱动方式，则要克服强大的弹性力是比较困难的。

本发明的免螺钉接线装置可适用于接触器、断路器、热继电器、按钮、开关等电气设备。不难想象，采用本发明的免螺钉接线装置的电气设备包括壳体2和固定安装在壳体2的接线槽21内的免螺钉接线件1；壳体2的正面A上设有槽孔22及设置在槽孔22上的支承面23，免螺钉接线件1的弹性接线件12上设有动压线部121和静压线部122；动压线部121在弹性接线件12的弹力作用下与静压线部122压紧配合；接线工具3插入槽孔22能伸入到动压线部121，并 依靠支承面23为支点撬动动压线部121克服弹性接线件12的弹力与静压线部122分离。本发明的再一个有益特点是能确保在电气设备安装后实施接线操作的方便性，其关系到接线工具3的插入方向和操作空间。一个优化的结构方案包括：所述的弹性接线件12上设有用于允许接线工具3插入的开口125；所述的壳体2上设有用于固定安装免螺钉接线件1的接线槽21，在壳体2的正面A上设有与接线槽21贯通的用于允许接线工具3插入的槽孔22，壳体2的侧面B上设有与接线槽21贯通的用于允许金属导体4插入的金属导体接口24；所述的壳体2的槽孔22对着免螺钉接线件1的弹性接线件12上的开口125设置；所述的壳体2的槽孔22内设有用于给接线工具3的撬动提供支点的支承面23，侧面B与正面A垂直。应当能理解到，在电气设备安装后，正面A是朝向操作人员的，接线工具3从设置在正面A上的槽孔22插入到接线槽21内的动压线部121的挂钩124是符合通常的操作习惯的，并且槽孔22的位置也与原有的螺钉结构的接线端子的螺钉孔位置相一致，因此，插入上述结构，能完全满足接线装置安装在电气设备内部之后再实施接线操作的使用要求。为了更便于接线操作，一种优选的结构是，所述的槽孔22内的支承面23为圆弧面，以在撬动过程中使接线工具3的支点能沿圆弧面平稳移动，以改善操作动作的平稳性。槽孔22的一个侧壁形成圆弧面的支承面23，圆弧面下端的弧角便于接线工具3倾斜的插入，圆弧面上端的弧角便于接线工具3摆动以撬动动压线部121。

所述的弹性接线件12的具体结构方式可有多种，一种优选的方式如图1至图6所示：所述的弹性接线件12包括能弹性移动的动压线部121、与主导电件11焊接在一起的静压线部122、连接在动压线部121与静压线部122之间的弹性变形部123；静压线部122、弹性变形部123、动压线部121依次连接形成多边形的环形结构；动压线部121的末端设有用于撬动其变形移动的挂钩124，弹性变形部123上设有允许接线工具3插入的开口125。所述弹性变形部123包括依次连接的第一弹性段1231、第二弹性段1232和第三弹性段1233。所述弹性接线件12由导电金属板材弯曲一体成型，静压线部122、第一弹性段1231、第二弹性段1232和第三弹性段1233依次弯曲形成四边形结构，第三弹性段1233的端部弯曲形成动压线部121和挂钩124；第二弹性段1232与静压线部122相对设置，开口125设置在第二弹性段1232上，第二弹性段1232和第三弹性段 1233之间形成锐角，第三弹性段1233端部的动压线部121延伸到静压线部122的中部与静压线部122接触，在动压线部121与静压线部122之间也可以留有一点小缝隙，以便于导体的插入；在第二弹性段1232和第三弹性段1233上分别设有微小弯曲的第二保护弯折1234和第三保护弯折1235。显然，由于弹性接线件12形成封闭的多边形的环形结构，静压线部122与主导电件11焊接在一起，因此，弹性接线件12的弹力是由弹性变形部123的弹性变形提供的，动压线部121的可弹性移动也是由弹性变形部123的弹性变形提供的，优选形成四边形的结构。为了在接线过程中能引导金属导体4进入到预定位置，并且在接线状态下将金属导体4限定在预定位置，一种优选的结构如图2所示，所述的动压线部121上设有限位开槽126，以将金属导体4限定在限位开槽126内。当然，限位开槽126不限于设置在动压线部121上，也可以设置在静压线部122上，因此可以归纳为：所述的动压线部121和/或静压线部122上设有限位开槽126。

下面结合图1至图6所示，进一步说明本发明的免螺钉接线装置的接线操作过程。在图1所示的未接线状态下，将接线工具3插入到壳体2的正面A上的槽孔22内，并使接线工具3顶端穿过槽孔22及弹性接线件12上的开口125，最后到达动压线部121的挂钩124处(如图4所示)；撬动接线工具3的外端使其沿F方向并以支承面23为支点转动，并插入挂钩124驱使动压线部121离开静压线部122，直到图5所示位置；将金属导体4从金属导体接口24插入到弹性变形部123与静压线部122之间，再松手使接线工具3复位，最后拔出接线工具3，完成接线操作(如图6所示)。

当然，如果金属导体是硬导体，也可不借组于接线工具3完成接线操作：将硬的金属导体4从金属导体接口24插入，直接利用插入力使金属导体4驱动动压线部121移动，直至金属导体4插入到位。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。