本發(fā)明涉及一種開關(guān)，具體是一種直流大電流器具開關(guān)。

背景技術(shù)：

當(dāng)負(fù)載電壓達(dá)到60v以上，電流大于20a時(shí)，直流機(jī)械式通斷開關(guān)在觸頭通斷瞬間產(chǎn)生的電弧、以及長期通電時(shí)開關(guān)內(nèi)部電阻產(chǎn)生的熱量成為影響開關(guān)性能與壽命的主要原因?，F(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：一、開關(guān)在接通過程中，如觸頭閉合瞬間接觸壓力過低，觸頭間會發(fā)熱嚴(yán)重，特別是操作速度低、通電電流大時(shí)，會產(chǎn)生靜熔焊現(xiàn)象；在開關(guān)觸頭斷開的瞬間，大電流開關(guān)會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的電弧，若斷開速度不夠快電弧持續(xù)燃燒，會產(chǎn)生動熔焊；開關(guān)動、靜觸頭間產(chǎn)生熔焊會使開關(guān)失效。二、在開關(guān)on操作過程中，壓桿快速跨過支點(diǎn)的瞬間，動觸片所受到的來自壓桿的動態(tài)壓力會略微降低，同時(shí)開關(guān)接通瞬間動觸片快速翻轉(zhuǎn)，動觸頭撞擊到靜觸頭，由于動觸片運(yùn)動過程中的慣性，會使動觸片產(chǎn)生從端子上瞬間脫離的趨勢，此外，由于工作時(shí)開關(guān)的放置角度、所在工具震動等的因素，開關(guān)接通時(shí)動觸片與端子之間會出現(xiàn)瞬間的電弧，產(chǎn)生輕度電侵蝕或熔焊等現(xiàn)象，長期積累會致使開關(guān)產(chǎn)生發(fā)熱，使用可靠性降低等問題。

因此，本發(fā)明提供一種直流大電流器具開關(guān)，能實(shí)現(xiàn)高可靠性通斷切換，且能有效減輕大電流通電時(shí)的發(fā)熱量，可應(yīng)用于各種直流手持式或臺式等工具中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種直流大電流器具開關(guān)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種直流大電流器具開關(guān)，包括壓桿組件、柱塞、上蓋、外殼、f彈簧、動觸片組件和靜觸片組件；上蓋與外殼構(gòu)成開關(guān)殼體，上蓋與外殼內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)軌腔，柱塞安裝在上蓋與外殼構(gòu)成的導(dǎo)軌腔中，壓桿組件安裝在柱塞中，隨柱塞左右滑動，柱塞右端安裝有f彈簧；所述動觸片組件包括動觸頭和動觸片，動觸頭鉚接在動觸片上，動觸片通過f簧片扣在外殼上的端子上，可繞端子的支點(diǎn)作一定幅度的擺動，壓桿組件驅(qū)動動觸頭與靜觸頭接觸或分離；所述靜觸片組件包括靜觸頭、靜觸片二和靜觸片一；靜觸片一固定安裝在外殼上，靜觸片一的上端連接有靜觸片二，靜觸片二的另一端鉚接有靜觸頭，靜觸頭位于動觸頭下方；所述動觸片設(shè)有弧形凸起，弧形凸起中心軸線位置與支點(diǎn)二中心軸線位置重合，初始位置時(shí)壓桿組件下方的尖端頂在動觸片的弧形凸起左側(cè)，壓桿組件頂部設(shè)有支點(diǎn)一，支點(diǎn)一為圓弧形支撐，壓桿組件可繞圓弧形支撐的中心軸線作小角度的擺動。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述f簧片卡在端子上，動觸片架在端子上，同時(shí)f簧片壓在動觸片的上表面的兩個(gè)弧形凸起處，弧形凸起的中心軸線與動觸片繞端子旋轉(zhuǎn)的中心軸線同軸，動觸片旋轉(zhuǎn)過程受到f簧片的壓力f1、f2是恒定的。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述靜觸片一呈“7”字形結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述f簧片為卡簧。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述靜觸片組件為分體組合式結(jié)構(gòu)，所述靜觸片二采用鉚接或焊接方式可靠的固定在靜觸片一上；同時(shí)在靜觸片二上鉚接有靜觸頭，靜觸片二與靜觸頭的鉚接部位呈180°反折。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述靜觸片一右上端設(shè)有凸臺，凸臺位于靜觸頭下方，所述動觸片與靜觸片一間構(gòu)成了雙重導(dǎo)通回路，包括導(dǎo)通回路一和導(dǎo)通回路二；導(dǎo)通回路一：動觸片→動觸頭→靜觸頭→靜觸片二→靜觸片一；導(dǎo)通回路二：動觸片→動觸頭→靜觸頭→靜觸片一。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述壓桿組件包括擺桿、c彈簧、c簧片和壓桿；擺桿內(nèi)部設(shè)有c彈簧，c彈簧下端連接至壓桿，壓桿上端嵌入連接在擺桿中，c簧片的左右兩端均設(shè)有各自獨(dú)立的懸臂梁結(jié)構(gòu)的彈性端子，彈性端子的頂部固定連接在擺桿上，兩條擺臂分別被壓縮產(chǎn)生預(yù)緊力。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述柱塞的尺寸l③a與擺桿的尺寸l⑤a相等，柱塞的尺寸l③b與擺桿的尺寸l⑤b相等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

該直流大電流器具開關(guān)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，利用可按指定幅度左右擺動的壓桿組件，提升動觸片翻轉(zhuǎn)速度的同時(shí)消除了機(jī)械死點(diǎn)；動觸片用簧片扣在端子上，兩者之間始終強(qiáng)制接觸，即使在翻轉(zhuǎn)瞬間動觸片與端子之間同樣可靠接觸；靜觸片組件為分體式結(jié)構(gòu)，具有彈性的端子結(jié)構(gòu)可吸收接通瞬間來自于動觸頭的沖擊力，防止彈跳產(chǎn)生電弧致使之粘著；靜觸片組件為雙重導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，除了彈性端子構(gòu)成導(dǎo)電回路之外，觸頭上下又構(gòu)成導(dǎo)電回路，確保大電流持續(xù)通電時(shí)的可靠性。

附圖說明

圖1為直流大電流器具開關(guān)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為直流大電流器具開關(guān)中壓桿組件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖3為直流大電流器具開關(guān)中壓桿組件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖4為直流大電流器具開關(guān)中壓桿組件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖之三。

圖5為直流大電流器具開關(guān)中壓桿組件的工作結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖6為直流大電流器具開關(guān)中壓桿組件的工作結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖7為直流大電流器具開關(guān)中壓桿組件的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為直流大電流器具開關(guān)接通后的位置示意圖。

圖9為直流大電流器具開關(guān)中動觸片組件的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖10為直流大電流器具開關(guān)中動觸片組件的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖11為直流大電流器具開關(guān)中靜觸片組件的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖12為直流大電流器具開關(guān)中靜觸片組件的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖13為直流大電流器具開關(guān)中靜觸片組件裝入到外殼后的示意圖。

圖14為直流大電流器具開關(guān)完全接通狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1-上蓋；2-f彈簧；3-柱塞；4-防塵圈；5-擺桿；6-c彈簧；7-c簧片；8-壓桿；9-f簧片；10-端子；11-動觸片；12-動觸頭；13-靜觸頭；14-靜觸片二；15-靜觸片一；16-外殼；17-滅弧磁鐵；x-支點(diǎn)一；y-支點(diǎn)二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

請參閱圖1-14，一種直流大電流器具開關(guān)，包括壓桿組件、柱塞3、上蓋1、外殼16、f彈簧2、動觸片組件和靜觸片組件；上蓋1與外殼16構(gòu)成開關(guān)殼體，上蓋1與外殼16內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)軌腔，柱塞3安裝在上蓋1與外殼16構(gòu)成的導(dǎo)軌腔中，壓桿組件安裝在柱塞3中，柱塞3左端連接至外力連接桿，柱塞3右端安裝有f彈簧2，工作時(shí)通過外力連接桿施加操作力在柱塞3上，帶動柱塞3及其壓桿組件向右滑動并壓縮f彈簧2，操作力撤消后在f彈簧2的彈力作用下柱塞3向左自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位；所述外殼16殼體內(nèi)部設(shè)有滅弧磁鐵17；所述柱塞3與外殼16連接處設(shè)有防塵圈4，防塵圈4套在柱塞3上；

所述動觸片組件包括動觸頭12和動觸片11，所述外殼16左下端設(shè)有端子10，所述動觸頭12鉚接在動觸片11上，動觸片11通過f簧片9扣在外殼16上的端子10上；動觸片11可以繞端子10的支點(diǎn)作一定幅度的擺動，但工作中兩者不會脫離；

所述靜觸片組件包括靜觸頭13、靜觸片二14和靜觸片一15；靜觸片一15呈“7”字形結(jié)構(gòu)，靜觸片一15固定安裝在外殼16上，靜觸片一15上連接有靜觸片二14，靜觸片二14的另一端鉚接有靜觸頭13；工作時(shí)，端子10為電流輸入端，靜觸片一15為電流輸出端，通過按壓柱塞3來接通電路，釋放柱塞3來斷開電路；靜觸頭13位于動觸頭12下方；

所述動觸片11上設(shè)有弧形凸起，弧形凸起中心軸線位置與支點(diǎn)二y的中心軸線位置重合，初始位置時(shí)壓桿8下方的尖端頂在動觸片11的弧形凸起左側(cè)，壓桿組件頂部設(shè)有支點(diǎn)一x，支點(diǎn)一x為圓弧形支撐，壓桿組件可以繞圓弧形支撐的中心軸線作小角度的擺動，擺動的方向根據(jù)柱塞3移動的方向而定，利用可按指定幅度左右擺動的壓桿組件，提升動觸片11翻轉(zhuǎn)速度的同時(shí)消除機(jī)械死點(diǎn)；

圖2-4為壓桿組件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖，所述壓桿組件包括擺桿5、c彈簧6、c簧片7和壓桿8；擺桿5內(nèi)部設(shè)有c彈簧6，c彈簧6下端連接至壓桿8，壓桿8上端嵌入連接在擺桿5中，c簧片7的左右兩端即la與lb所示尺寸處均設(shè)有各自獨(dú)立的懸臂梁結(jié)構(gòu)的彈性端子，彈性端子的頂部固定連接在擺桿5上，兩條擺臂分別被壓縮產(chǎn)生預(yù)緊力；同時(shí)在結(jié)構(gòu)上，柱塞3的尺寸l③a與擺桿的尺寸l⑤a相等，柱塞3的尺寸l③b與擺桿5的尺寸l⑤b相等，這樣在壓桿8前端不受到側(cè)向力時(shí)，壓桿組件呈中立狀態(tài)；擺桿5頂部設(shè)有支點(diǎn)一x；

圖5-7所示，由于c彈簧6的彈力作用，壓桿8前端將受到摩擦力f和正壓力n的作用，壓桿8尾部將受到來自于柱塞3的接觸壓力f的作用；當(dāng)柱塞3受到操作力向右移動時(shí)，受壓桿8前端作用力（摩擦力ｆ與正壓力n）力矩的作用，壓桿8以圓弧形支撐的中心線為軸旋轉(zhuǎn)，直至擺桿5的側(cè)面限位處a處碰到柱塞3側(cè)壁；

在壓桿8偏轉(zhuǎn)過程中，c簧片7的尺寸la受到壓縮變形產(chǎn)生彈力fa，其中壓桿8頭部作用力的力矩是大于c簧片7作用力fa產(chǎn)生的力矩，確保合力矩m使壓桿8組件移動時(shí)壓桿組件向左產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)；

柱塞3繼續(xù)移動，在壓桿8越過支點(diǎn)二y的瞬間，動觸片11所受力矩方向反轉(zhuǎn)，動觸片11開始翻轉(zhuǎn)，使得滑動面與水平方向之間的角度由θ變?yōu)棣?；此時(shí)，壓桿8頭部所受的正壓力與摩擦力的大小和方向也隨之改變（如圖中f`和n`所示），使得壓桿組件的合力矩反向變?yōu)閙`，c簧片7的彈性勢能釋放變?yōu)閴簵U8的動能，使得壓桿組件快速向右偏轉(zhuǎn)；

圖8為開關(guān)接通后的位置示意圖，壓桿8與動觸片11的動觸頭12從支點(diǎn)二y位置迅速跳躍到與支點(diǎn)二y距離為l2的位置，使動觸片11快速翻轉(zhuǎn)的同時(shí)，確保回路接通瞬間的動觸頭12壓力值n為l2/（l1+l2）×f，這樣就在動靜觸點(diǎn)接觸時(shí)避開了機(jī)械死點(diǎn)（即支點(diǎn)二y），使得開關(guān)回路接通的瞬間有充足的觸頭壓力來確保開關(guān)通電時(shí)的可靠性。同樣的工作原理，在松開施加在柱塞3上的操作力后，在被壓縮f彈簧2的回彈力作用下，柱塞3帶動壓桿組件向左移動，c簧片7的lb部分被壓縮而產(chǎn)生彈性勢能，在壓桿8向左跨過支點(diǎn)二y后，c簧片7的彈性勢能變?yōu)閯佑|片11的動能，使其快速翻轉(zhuǎn)，從而使動觸頭13與靜觸頭13從接觸狀態(tài)分離到完全斷開（指達(dá)到切斷電弧的最小空間距離）所需要的時(shí)間加快到數(shù)毫秒。

圖9-10為動觸片組件結(jié)構(gòu)示意圖，高屈服強(qiáng)度材料制作的f簧片9卡在端子10上，動觸片11架在端子10上，同時(shí)f簧片9壓在動觸片11的兩個(gè)弧形凸起處，弧形凸起的中心軸線與動觸片11繞端子10旋轉(zhuǎn)的中心軸線同軸，在動觸片11旋轉(zhuǎn)過程中，受到f簧片9的壓力f1、f2是恒定的，在此壓力的作用下，無論開關(guān)在工作時(shí)是倒置還是側(cè)放均可以確保端子10與動觸片11之間能可靠的接觸；所述f簧片9為卡簧。所述動觸片11通過f簧片9壓在端子10上，動觸片11翻轉(zhuǎn)瞬間與端子10之間可靠接觸無放電，解決動觸片11從端子10上脫離的問題；

如圖11-12，所述靜觸片組件為分體組合式結(jié)構(gòu)，彈性結(jié)構(gòu)可吸收接通瞬間的沖擊力，防止彈跳產(chǎn)生電弧致使之粘著。所述靜觸片二14是由較薄的高導(dǎo)電率銅合金制作，實(shí)現(xiàn)低彈性系數(shù)的同時(shí)提高導(dǎo)電能力，減輕大電流通電時(shí)的溫度上升程度；所述靜觸片二14采用鉚接或焊接方式可靠的固定在靜觸片一15上，兩者組成一體；同時(shí)在靜觸片二14上鉚接有靜觸頭13，為增加鉚接強(qiáng)度以及散熱性能，靜觸片二14與靜觸頭13的鉚接部位呈180°反折，達(dá)到雙倍厚度；

在開關(guān)接通時(shí)動觸片11翻轉(zhuǎn)，動觸頭12撞擊靜觸頭13，靜觸片二14承受沖擊力時(shí)產(chǎn)生一定幅度的變形，使靜觸頭13緊貼動觸頭12作小幅度運(yùn)動，減輕彈跳引起動觸頭12與靜觸頭13間的電弧，防止兩觸頭粘著；圖13為靜觸片組件裝入到外殼16后的示意圖，粗虛線為觸頭剛閉合時(shí)極間電流的流動路徑示意；

所述靜觸片組件為雙重導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，除了彈性端子構(gòu)成導(dǎo)電回路之外，靜觸頭13與靜觸片一15直接接觸構(gòu)成另外一條導(dǎo)電回路，確保大電流持續(xù)通電時(shí)的可靠性；圖14所示為開關(guān)完全接通狀態(tài)，所述靜觸片一15右上端設(shè)有凸臺，凸臺位于靜觸頭13下方，開關(guān)從接通的瞬間到柱塞3持續(xù)移動直至按壓到底的過程中，在壓桿8施加給動觸片11的壓力基本不變的前提下，壓桿8從圖13靠近支點(diǎn)二y的位置向動觸頭12處移動，壓桿8與端子10支點(diǎn)二的力臂逐漸變大，動觸頭12與靜觸頭13間所受壓力分量會逐漸增加，致使靜觸片二14產(chǎn)生變形，最終靜觸頭13的下部與靜觸片一15的凸臺在g點(diǎn)處強(qiáng)制接觸。

按圖14所示為例，靜觸頭13所受的力有以下三個(gè)：a：來自于動觸頭12的向下的力；b：來自于靜觸片二14向上的力；c：來自于靜觸片一15向上的力。其相對關(guān)系為a=b+c，靜觸片二14的彈性系數(shù)設(shè)計(jì)值較低，b的力值設(shè)定為a的1/2以下，靜觸頭13與靜觸片一15間有充足的觸頭壓力使其接觸可靠，通電時(shí)發(fā)熱量低；粗虛線為觸頭閉合時(shí)極間電流的流動路徑，動觸片11與靜觸片一15間構(gòu)成了雙重導(dǎo)通，降低線路電阻；導(dǎo)通回路一c1：動觸片11→動觸頭12→靜觸頭13→靜觸片二14→靜觸片一15；導(dǎo)通回路二c2：動觸片11→動觸頭12→靜觸頭13→靜觸片一15。

該直流大電流器具開關(guān)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，利用可按指定幅度左右擺動的壓桿組件，提升動觸片翻轉(zhuǎn)速度的同時(shí)消除了機(jī)械死點(diǎn)；動觸片用簧片扣在端子上，兩者之間始終強(qiáng)制接觸，即使在翻轉(zhuǎn)瞬間動觸片與端子之間同樣可靠接觸；靜觸片組件為分體式結(jié)構(gòu)，具有彈性的端子結(jié)構(gòu)可吸收接通瞬間來自于動觸頭的沖擊力，防止彈跳產(chǎn)生電弧致使之粘著；靜觸片組件為雙重導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，除了彈性端子構(gòu)成導(dǎo)電回路之外，觸頭上下又構(gòu)成導(dǎo)電回路，確保大電流持續(xù)通電時(shí)的可靠性。

在本直流大電流器具開關(guān)的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“相連”及“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以視具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

上面對本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。