反向弹簧触点开关机构和热过载继电器

本发明涉及反向弹簧触点开关机构和热过载继电器，其中的反向弹簧触点开 关机构用来利用一响应一释放杆的动作而产生的该开关机构的咬合动作来打开 和闭合一活动触点，而热过载继电器包括该接触开关机构与一响应过载电流的双 金属片的组合。

众所周知，与一电动机用的送电电路相连的电磁接触器包括一热过载继电 器，如上述防止装置过载的那种继电器。

图4是一使用了一揭示在日本专利申请公开2-86024中的传统的反向弹簧触 点开关机构的热过载继电器的结构图。在图中，1是继电器的树脂外壳，在其中 装入了一响应来自主电路(如电动机的电源电路)的过载电流的双金属热元件2、 一反向弹动机构3和一接触机构4。

热元件2包括一双金属件2a(该双金属件只图示出一个金属件，实际上，一 个三相电路具有三个与每相对应的双金属件)，在其周围绕有一从其上流过一来自 主电路的负载电流的电热丝2b，另有一与双金属件2a的尖端向连的移动装置2c 的端部与一杠杆形的释放杆5相面对。

反向弹动机构3包括一由一通过压力加工形成的、薄的金属材料的反向板簧 3a(如图5(a)、(b)所示)：一用金属板簧材料制的且被弯成“U”字、啮合于反向 板簧3a的反向驱动弹簧3b；以及，一固定底板3c。其中，反向驱动弹簧3b在其 两端各有一狭缝状的配合孔，该弹簧被锁定在一突入一在该反向板簧3a上的窗 孔的中央分支部分3d与一位于板弹簧相对端的窗孔中的卡爪之间。反向弹动机 构3被配装到一在树脂外壳1上的接收槽1a中，并且，在固定底板3c上形成的 啮合件3e的尖部作为一支撑点，被可摆动地支撑着。反向板弹性机构3也被装在 树脂壳1里，将反向板簧3a的尖部固定并连接于下面要描述的接触机构4，在这 一位置释放杆5的尖部相对于一中央分支部分3d。标号3f是一操作点的调节螺 钉，3g是一用来将反向板簧3a压缩并固定于外壳内的压缩弹簧。

此外，接触机构4有一常闭触点4a和一装在一绝缘滑片4c上的常开触点4b， 其中滑片4c被支撑而滑入树脂外壳1中。反向板簧3a的尖部插入一开在滑片4c 的一端的缺口以使该弹簧3a与滑片4c相连。标号4d是一复位按钮。

已知具上述结构形状的热过载继电器的工作原理。在一静止状态时，如图4 所示，反向弹动机构3的反向板弹簧3a靠反向驱动弹簧3b的弹性力斜向右侧而 固定住接触机构4。来自主电路的一负载电流流经热元件2四周的电热丝2b以 加热双金属件2a。当一过载电流流经主电路时，双金属件2a进一步受弯，使移 动装置2c将释放杆5压向左侧(如点划线所示)。这样，使释放杆5顺时针摆动， 并将反向板簧3a的中央分支部分3d压向右侧。当中央分支部分3d与反向驱动弹 簧3b之间的连接点越过反向板簧3a的死点并移向该板簧3a的右侧时，驱动弹簧 3b的弹性力使反向板弹簧3a转向左，这一卡合动作很快将接触机构4的滑动片 4c移向左侧。如此，使常闭触点4a断开，常开触点4b闭合，从而向外输出一指 令以使流经主电路的电流中断。根据这一中断指令，例如，与主电路相连的电磁 触点断开，中断了过载电流。中断后，一旦热元件2的双金属件2a的弯曲被充分 恢复，回动按钮4d将接触机构4的滑动片4c压向右侧，从而使反向弹性机构3 又回到其原始状态，使该继电器复位。

装在热过载继电器中的传统的反向触点开关机构，特别是驱动触点的反向弹 性机构3在操作和组装方面有其一些缺点。

也就是说，在传统的反向弹性机构3中，被弯成“U”形的反向驱动弹簧3b 啮合并连接于反向板弹簧3a。如此，当反向弹性机构3回动时，在位于反向板簧 3a与驱动弹簧3b的两端之间的啮合点A、B处产生金属构件之间的滑动摩擦 力，从而使该继电器的回动点发生变化，导致该过载继电器的操作性能变得不稳 定。

反向弹性机构3包括反向板簧3a和反向驱动弹簧3b。这样，在组装中，驱 动弹簧3b连接于反向板簧3a，驱动弹簧3b的板簧被弯成象“U”字形，而其 两端配合于反向板簧3a的啮合爪上。这是麻烦的事。因此，难以使用机器人进 行自动化组装，而须手工组装。

本发明是根据上述问题提出的。本发明的目的是要解决上述问题，提供一个 反向弹簧触点开关机构，该机构包括一单个部分，使容易组装，并通过其改进而 获得诸稳定的回动点；该机构还包括一热过载继电器，它包括由一触点开关机构 与一能响应过载电流的双金属热元件的组合。

为了实现上述目的，应按下述结构方案设计一反向弹簧触点开关机构。

也就是说，该反向弹簧触点开关机构包括：一用单片薄片弹性材料制成的反 向板簧，其中的包括一对两侧的外分支部分和一中央分支部分的三个分支部分被 冲压成所需的形状，中央分支部分有一在其上形成的弯曲拉伸弹性部分；一第一 支撑臂，用来将一对两侧的外分支部分的端部边作为支撑点而摆动地支撑该反向 板簧；一第二支撑臂，用来将拉伸力施加于中央分支部分的拉伸弹性部分，而将 中央分支部分的端部边锁定并固定于一指定位置；以及，一释放杆，它面对于中 央分支部分，其中，反向板簧的分支部分连接底板用作一触点驱动部分，通过施 压于释放杆以回动该反向板簧，使该触点断开和闭合。

按照该反向弹簧触点开关结构，反向弹簧结构包括一单片板簧，从而不需要 如在传统技术中将两个另件组装在一起的麻烦的装配工艺，减少了所需另件的数 量，并使该结构可被自动地装入产品中而不需靠手工操作。另外，该反向板簧没 有在其回动操作中受到摩擦的另件，并在这样的操作中不被拉伸，从而使其回动 点比起传统的允许弹簧机构更稳定。这反向触点开关机构能用于各种用卡合动作 以断开和闭合一触点的触点继电器或各种开关用的触点开关机构。

在按本发明的结构的反向弹簧触点开关机构中，每个另件按下述进行结构设 计：

1)在第二支撑臂上形成多个用来可变地调节中央分支部分的端部啮合位置 的啮合槽，以使能调节反向弹簧机构的操作点。

2)反向板簧可用作一可移动的接触器，为了减小该装置的尺寸，可将一常开 或常闭触点安装在该反向板簧的分支部分连接底板上。

3)一触点驱动杆连接于反向板簧的分支部分连接底板，一另外设置的触点机 构可通过该驱动杆断开和闭合。

4)为了防止外分支部分在拉伸弹动力的作用下而被弯，可将其侧边弯成像 “L”形以组成加强筋，从而提高了该外分支部分的弯曲刚度。

5)在反向板簧的中央分支部分的端部开设一方形窗孔，并使该窗孔的边做得 较锐利而可卡合在第二支撑臂上的啮合槽中，以使中央分支部分稳定地啮合于指 定的支撑位置。

6)反向板簧的中央分支部分上形成的拉伸弹动部分的宽度比其他部分的 宽，从而减小加在该弹动部分上的应力，以防由于蠕变而降低弹簧的性能。

在另一方面，按本发明，一热过载继电器包括：一由反向弹簧触点开关机构 与一响应一主电路里的过载电流的双金属热元件的组合；一传递由过载电流引起 的热元件的位移用的移动装置；一可摆动的释放杆，用来连接滑动件与反向板簧 的中央分支部分，并靠双金属件的位移通过滑动器使反向板簧回动。这样，由过 载电流造成的热元件的双金属件的位移，通过移动装置和释放杆传给触点开关机 构的反向板簧，使反向板簧回动以断开或闭合触点，从而输出用以切断通过主电 路里的电流的指令。

此外，为了减小热过载继电器的尺寸，上述结构的触点开关机构的反向板簧 可用作一可动的接触器，在分支部分连接部分上设置一常闭触点，以及，用来驱 动一另外设置的常开触点的触点驱动杆连接于该分支部分连接部分。

图1表示按本发明的一实施例的热过载继电器的结构。图1(a)表示一与诸双 金属热元件组合的反向特性接触开关机构的已装配好的结构；图1(b)表示该反向 特性接触开关机构的回动操作；

图2表示图1中的反向板簧的结构。图2(a)是其正视图。图2(b)是其侧视图；

图3是装配好的状态的立体图，其中，图2中的反向板弹簧啮合并固定于一 支撑臂；

图4表示一传统的热过载继电器的整体部分的结构；以及    

图5表示一用于一传统的接触开关机构中的反向弹动机构的结构。图5(a)是 图5的正视图，而图5(b)是图5的侧视图。

下面将结合图1至3描述按本发明的热过载继电器的诸实施例。在诸实施例 的这些附图中，凡与图4中的相同的零、部件均用相同的标号。

在图1中，热元件2与图4所示的传统的相同。一移动装置2c连接于三个双 金属件2a的自由端，每个双金属件包括一电热丝2b并对应于诸电路(三相)的每 个相位，热元件2面对于一温度补偿双金属件5a的尖端，该双金属件在移动装置 2c的尖端连接于一杠杆状的释放杆5。

按本发明的、通过释放杆5与热元件2相连的反向弹簧触点开关机构6包括： 一单片弹簧的一反向板簧7的组合，其详细结构在下面描述；第一和第二支撑臂 8、9用来支撑反向板簧7；在反向板簧7上直接形成一常闭触点4a，它用作一 可移动的接触器；一常开触点4b与反向板簧7分开设置；一“L”形的触点驱 动杆10以其一端连接于反向板簧，而其尖端面对于常开触点4b；以及，一如上 所述的释放杆5。标号11、12指的是分别面对于常闭触点4a和常开触点4b的 固定触点。

反向板簧7包括一单块板簧，其中组成一对外分支部分7a和一比外分支部分 长的中央分支部分7b的三个支件，利用压力加工冲成所需的形状。其中，一形 似“V”字的弯曲拉伸弹动部分7c形成于中央分支部分7b的中间部分(如图 2(a)、2(b)所示)。该拉伸弹动部分7c的宽度比中央分支部分7b的大。外分支部 分7a的尖端象一刀棱。在外分支部分7b的端部形成有一框形啮合部分7d和一在 该部分上开设的方形窗孔7d-1，方形窗孔7d-1的内边经过机加工，使它们与外 分支部分7a中的一样锋利。右侧和左侧的外分支部分的诸侧边被折叠成“L” 字形以形成如图所示的加强筋7a-1，从而提高了外分支部分7a的弯曲刚度。另 外，反向板簧7用作一可移动的接触器，常闭触点4a可利用热嵌合方法连结于一 支件连结底板7e，在此底板处外分支部分7a与中央分支部分7b相连。

如图3所示，反向板簧7可反向啮合和连结在第一和第二臂8和9之间。外 分支部分7a的端边可摆动地配合和固定于一在第一支撑臂8上的、作为摆动支撑 点的铰接件的V形槽部分8a中。在利用施加于中央分支部分7b上的拉力以伸展 拉伸弹动部分7c时，在中央分支部分的端部上的啮合部分7d中的方形窗孔7d-1 卡住在第二支撑臂9上的V形啮合槽9a中，该啮合和固定位置相对于外支撑部 分7a的端部上的支撑点被沿纵向移动。在支撑臂9上形成多个类似锯齿的槽9a， 用来沿臂的水平方向调节中央分支部分7b的啮合位置。在第二支撑臂9上的多 个调节槽9a能调节反向板簧7在第二支撑臂上的回动点，或能根据与热元件2 的双金属件2a、移动装置2c和释放杆5的相互关系补偿装配误差。

在反向板簧7安装在第一和第二臂之间的状态下，当反向弹动部分7c的弹性 拉力等于诸分支部分的拉力时，该反向板簧7稳定地站立着。这使利用第一支撑 臂8作为一支撑点而弄斜反向板簧7。如此，当将反向板簧7、第一支撑臂8和 第二支撑臂9组装为一部件后，反向板簧机构组件就容易装在热过载继电器的外 壳内而作为一整体单元使用。另外，尽管在中央分支部分7b的拉伸弹性部分7c 上始终施加了拉伸应力，该弹动部分7c可做得宽度大些而减少应力，从而防止 由于蠕变而减小了弹力，提高了该装置的使用寿命。

由反向弹簧触点开关机构6和热元件2组合成的热过载继电器的操作可结合 图1(a)、(b)说明。在图1(a)所示的静止状态时，热元件2的双金属件2(a)移回到 如实线所示的位置，释放杆5几乎是自由的。在这种状态时，反向板簧7利用分 支部分7a作为一摆动支撑点，受中央分支部分7b的拉伸弹动部分7c的弹性力的 作用而斜向右侧，从而使常闭触点4a闭合而使常开触点4b断开。当一过电流流 经诸电路(例如，一向电动机送电电路)，双金属件被明显地弯曲(如图中虚线所示) 时，移动装置2c基本上沿着如箭头“P”的方向移动而推动释放杆5使之逆时 针转动。这样，释放杆5的尖部将反向板簧7的中央分支部分7b推向左侧。当 在压力下该中央分支部分7b反抗拉伸弹动部分7c的弹力而向左越过外分支部分 7a的摆动支撑点即反向板簧7的死点时，反向板簧7则靠拉伸弹动部分7c的弹 力回动，这样的卡合作用使该弹簧利用外分支部分7a作为一支撑点而向左倾斜 (见图1b)。这样，在触点驱动杆10的力的作用下，使常闭触点4a断开而常开触 点4b闭合。这触点操作信号用来显示过载继电器的操作，并使连接于待断开的 主电路的电磁接触器断开以截断过载电流。

在截断后，当热元件2的双金属件2a冷却后移回到静止位置时，当压下复位 按钮4d(如图4所示设于继电器树脂外壳中)以将反向板簧7推向右侧时，反 向板簧7就回动而返至其原始位置(见图1(a))。除了用复位按钮4d作手工复位， 还有自动复位，其中，在过电流状态中使用一挡块来调节反向板簧7的回动停止 位置。而在截断后，当双金属件2a回到静止状态和移动装置2c返回时，反向板 簧7就靠其弹力自动回到其原始位置。

尽管图示的实施例中的常闭触点4a直接安装在反向板簧7上以减小接触开关 机构的尺寸，本发明并不限于这一构思，例如，常闭触点和常开触点机构可装在 一与反向板簧7分开的滑动器中，并如图4所示，可由反向板簧7使其断开和闭 合。另外，反向弹簧触点开关机构当然也可以是用于各种非热过载继电器的开关 的各种接触继电器或接触开关机构。

上述本发明的组成有下列优点：

1)由于反向弹簧触点开关机构的反向板簧是由简单的弹性薄片材料靠冲压 和弯曲制成，所需的另件很少，它能比具有两个部件的传统的结构更价廉地制 造。它在组装后能方便地装在继电器内，因此可实现自动化装配。它不包括一在 部件之间的滑动部分，而在具两个部件的传统的反向弹动结构里是有的，并且， 它的结构设计可允许在中央分支部分上形成的弯曲弹性部分象一拉伸弹簧一样 地回动，而不是用弯曲回动方法，从而防止回动点发生变化以稳定其操作特性。

2)本发明的热过载继电器包括一反向弹簧触点开关机构和一热元件的组 合，它具有的所需零件很少，比传统的尺寸更小。并且，能方便地自动装配并提 供稳定的操作特性，从而进一步增强其可靠性能。