过载继电器是通常用在工业设施中的电气开关，用于保护电气设 备不受到因过电流产生的过热造成的损害。在典型情况下，该电气设 备是三相马达，该马达经另一种称作接触器的继电器连接于电源。通 常的接触器是大功率继电器，具有三个电源切换电路，以便接通和断 开连接于三相电源的各相电路。利用电流通过线圈产生的电磁力提供 接通和断开触头所需的动力，流过该线圈的电流又由另一个位于远处 的开关控制。
在常规配置中，过载继电器与接触器线圈的控制开关串联。当 过载继电器检测到过载状态时，该过载继电器便切断接触器线圈的 电源，使接触器控制的电气设备与电源断开，由此防止电气设备受 损。
在过去，过载继电器利用各相电的电阻加热器，该电阻加热器将 产生的热量传送到本身可控制一个开关的双金属片。当检测到过载时 例如当大量热量从电阻加热器传送到双金属片时，该双金属片便断开 其相关的开关，使接触器线圈断电，由此使电气设备的相关部分与电 源断开。
近年来，电阻加热器-双金属片式继电器已由电子过载继电器 取代。这种电子过载继电器例如可见1993年1月12日公布的 Znzuly的共有转让美国专利权书No.5 179 495，此专利的整个内 容已作为参考文献包含在本文中。通常，这种电路的输出功率相当 小，因此为使该输出能够控制接触器线圈电流，要求使用半导体开 关。这种半导体开关本身可控制一个低功率接触机构的电流，然后 再通过此接触机构的操作控制接触器线圈的电流以及控制指示器。 在通常情况下，指示器是灯，当发生过载跳闸时该灯发光。在我的 题为“过载继电器跳闸机构”的共有转让待审申请中公开了这样一 种接触机构，该申请于1997年4月11日提出，序号为No.08/838 904(律师案号No.355.00069)，其整个内容已作为参考文献包含 于本文中。
该申请公布的机构极好地满足了预定要求。然而这种机构利用了 所谓“桥接”触头，所以组装稍为困难，增加了成本。另外，在要接 通电路(不是断开)时特别是在与半导体器件相关的低电流或低负载 条件下接通时，这种桥接触头可能造成可靠性问题。具体是，在桥接 触头中应用了两个间隔开的固定触头以及活动的接触杆。为接通电 路，该接触杆必须与两个固定触头保持良好的电接触，然而如果其中 一个触头接触不良，则会引起电弧等后果，或者如果开关机构中进入 灰尘等，则电路不能接通。因为牵涉两个触头，所以出故障的可能性 增加到只用一个触头时的两倍。
本发明的目的旨在克服一个或多个上述缺点。
发明概要
本发明的主要目的是提供一种新的改进的过载继电器跳闸机 构，本发明的具体目的是提供一种容易组装、组装成本低而且可靠性 提高的过载继电器的改进跳闸机构。
对于过载继电器的跳闸机构，本发明的例示性实施例可达到上 述目的，该机构包括一外壳，一装在外壳内的双稳态衔铁 (armature)，该衔铁装在一枢轴上用以在两个稳定位置之间转 动，和位于上述外壳内的固定触头。由簧片支承的活动触头设置成 可移动到两个稳定位置中之一的与固定触头闭合的闭合位置，并用 以相对于固定触头移动到两个稳定位置中另一位置的断开位置。该 簧片配置成可由衔铁啮合。一锁面(latch surface)由衔铁和外 壳中的一个支承，而一弹簧装在衔铁和外壳中的另一个上并具有一 锁指(latch finger)，用于啮合锁面和使衔铁保持在两个位置中 的一个位置上。
在优选实施例中，簧片彼此间隔开关位于枢轴的相对两侧。衔铁 包括至少两个凸出部，在枢轴两侧各有一个，用于啮合簧片中相应一 个簧片。
在优选实施例中，簧片具有固定于外壳的固定端部和携带活动触 头的活动端部。该活动端部是分叉的，以限定两个接触指，并在各个 指上有其中一个活动触头。
按照本发明的另一方面，提供了一种过载继电器的跳闸机构， 该机构包括一外壳以及一安装在外壳上的双稳态衔铁，该衔铁装在 一枢轴上，以在两个稳定位置之间转动。固定触头配置在外壳内， 并设置一对簧片，各个簧片具有固定于外壳的一个端部和一相对的 自由端部。活动触头由簧片的自由端部支承，以移动到两个稳定位 置之一与固定触头闭合的闭合位置，并相对固定触头移动到两个稳 定位置中另一个位置的断开位置。驱动器装在衔铁上并随同衔铁一 起运动，以便啮合簧片中的相应一个簧片，锁杆(latch bar)由 衔铁支承，并具有一锁面。一扭力弹簧装在外壳上，并具有一锁指， 该锁指用以啮合锁面并使衔铁保持在两个位置中的一个位置上。按 钮可往复运动地装在外壳上，并可移动到与锁指啮合和脱离啮合。 当按扭被压下而与锁指啮合时该按钮使锁指移离锁面，从而松开锁 杆。
下面的说明将显示本发明的其它目的和优点，从这些说明中可以 部分地明显地看出这些目的和优点，或通过本发明的实施可以领会这 些目的和优点。利用所附权利要求书特别指出的装置和装置组合可以 实现和达到本发明的目的和优点。
附图说明
附于本说明并构成本说明一部分的附图示出本发明现时优选实 施例，这些附图结合上面的一般说明和下面的优选实施例的详细说明 可以阐明本发明的原理。
图1是按本发明制作的跳闸机构的稍许示意的截面图，示出部件 位于自动复位位置的状态；
图2是本发明中所用一组触头的优选形式的局部平面图。
优选实施例说明
参考附图，图中所示过载继电器位于复位位置，具体位于自动复 位位置，该继电器包括外壳10，该外壳总的表示为10，图中只示出 部分外壳。第一组总的示为12的常开固定触头和一组总的示为14的 常闭固定触头安装在外壳内。该外壳包括一枢轴16，总的表示为18 的细长双稳态衔铁可绕该枢轴转动。示出的衔铁位于其稳定位置中的 一个位置上，该衔铁可被操作而使第一组总的表示为20的活动触头 保持在断开位置。在其另一双稳态位置，该衔铁可被操作而断开总的 表示为22的第二组活动触头，此组活动触头是常闭的。触头20和22 可分别与固定触头接触和脱开。
总的表示为24的锁杆连接于衔铁，可随该衔铁一起运动，因此 该锁杆可绕枢轴16在衔铁18的两个稳定位置之间摆动。
外壳包括开孔25，该孔中可往复运动地装入总的表示为26的 手动操作装置，该操作装置包括按钮表面28和垂悬柱30。按钮28 装配成可大体移向和移离锁杆24。现在说明活动触头20和22，其 结构大体是相同的，各个触头包括细长的簧片32，该簧片具有固定 于外壳部分36的端部34和自由端部38。在本发明的一个实施例 中，如图2所示，该自由端部在42分叉，形成两个触指44和46。 各个触指上有触头48，该触头视情况可紧靠固定触头12、14中相 应触头或一组触头。在通常情况下，当继电器跳闸时，常开触头12、 20可被操作而接通指示器例如灯的电源，使灯发光。另一方面，通 常利用常闭触头14、22向接触器线圈供电，以使该接触器向正受 控的电气设备例如通常为马达的设备供电。虽然簧片32的自由端 部38不一定要分叉，只需要装一个单一的触头48即可，但最好采 用分叉的结构，因为要接通电路时在一个给定的簧片34上只需一 个触头48与相关的固定触头12、14接触。结果是，如果其中一个 触头受电蚀或被例如大气中的尘土弄脏，则电路仍可以由另一个触 头接通，这样便提高了可靠性。
还应当认识到，应用簧片接触结构减小了在各组触头12、20中 所需的部件数目，因而和应用桥接接触的情况相比，组装更加容易， 结构也更为经济。
衔铁18带有两个凸出部50、52，在枢轴16的两侧各有一个。凸 出部50适合于啮合与触头12、20相关的簧片32，以使该触头断开， 而凸出部52也可以被操作而啮合与触头14、22接触的簧片32，由此 也可使该触头14、22断开。
衔铁18包括第一磁极片62和平行的间隔开的第二磁极片64。磁 极片62和64将枢轴16及两个永磁体66夹在中间。如果需要两个永 磁体可结合成单体结构，但为方便和容放枢轴，可应用两个永磁体 66。
外壳上装有磁偏转系统或磁极片70，该磁偏转系统形为浅U 形，具有腿72和74。线圈76绕在磁极片70的弯曲(bight)处。 在一些情况下，线圈76可由单一线圈构成，而在另一些情况下， 需要在上面绕两个电绝缘的线圈，一个在另一个的顶上。具体配置 取决于所用电子线路的控制模式。如果该控制模式使电流反向流过 线圈76而将继电器从一种状态切换到另一种状态，则只需要用一 个单一线圈。另一方面，如果电路不使电流反向，而是使电流从一 个线圈切换到另一线圈，则需要用两个彼此面对面绕的线圈作线圈 76。
现在说明锁杆24，该锁杆可在外壳内随衔铁18在上述两个双稳 位置之间运动。一个位置是图1所示的位置，而在另一位置时，凸出 部52断开电触头14、22，并使触头12、20闭合。
锁杆24的上端部包括细长槽口82，该槽口位于外壳10内一个开 孔(未示出)的下面。可以将一种工具例如螺丝刀的头部穿入该开孔， 插入槽口82中，对杆24施加手动力，从而可使杆在两个稳定位置之 间移动，这样便可达到手动测试目的。
在槽口82的正下面形成由两个邻接面84、86形成的锁面。在锁 面84、86的下面是弹簧锁指88，该锁指具有朝上的端部90，该端部 在下面将要说明的某些条件下适合于包围锁面84、86中表面84并锁 在该表面上。锁指88从总的表示为94的扭力弹簧的簧圈92伸出， 该扭力弹簧装在外壳10的一个腔内的柱96上。作为另一种选择弹簧 94可装在锁杆24上，而将锁面84、86形成在外壳10上。
相对于锁指88的簧圈92的端部98压靠在外壳10上，以制止簧 圈92绕柱96转动。该锁指可以将锁杆锁在衔铁18两个稳定位置中 的一个位置上，此位置是图1中未示出的位置。
锁杆24还支承平的紧邻柱102的倾斜凸出部100，该柱平行于枢 轴16。总的表示为104的第二扭力弹簧装在柱102上，并包括端部 106，该端部固定于凸出部100，以防止扭力弹簧104的簧圈108绕 柱102转动。扭力弹簧104的相对端部110起复位指的作用，它沿按 钮驱动器26的方向以一锐角倾斜地延伸通过凸出部100的端部。对 此，按钮驱动器26的垂悬柱30包括槽口112，该槽口起止动面的作 用并与复位指110配合，以使锁杆24从跳闸位置即图1未示出的位 置转移到图1所示的复位位置。
现在说明按钮驱动器26，具体说明柱30，下端部包括凸出部分 114，偏压弹簧116压靠在该凸出部分上。偏压弹簧116向上偏压按 钮26，将按钮从图1所示的位置向上压。
在柱30的正上面操作装置26包括向外伸出的舌形件或凸出部分 120。同时，外壳10包括具有固定表面122的第一槽口和具有止动表 面124的第二槽口。按钮驱动器26的凸出部分120在其最上部位置 紧靠槽口122并由此固定在外壳10内。
操作装置26除凸出部分120外最好具有大体圆柱形横截面，以 便可以在外壳10内转动和作往复运动。因而，当将操作装置向下压 到图1所示的位置时，该操作装置便转动，使凸出部120达到止动表 面124的下面。在此位置，操作装置被固定在其最下部的对应于图1 所示自动复位模式的位置。
应当特别注意到，在自动复位模式时，凸出部分120压靠着锁指 88的上端部90。如图1所示，这样便使锁指88保持与锁杆24上的 锁面84、86的脱离啮合。然而，如果转动按钮26，使凸出部分120 脱开止动表面124，并通过弹簧116的偏压力，使该按钮在外壳10 内向上运动，则锁指88的上端部90靠着表面84。如果继电器跳闸， 则会使衔铁18移动到其另一双稳态位置(图1未示出的位置)，结 果，弹簧指88沿表面84由凸轮带动而最后卡在锁面86的后面，并 将锁杆24固定在其跳闸位置。
为复位继电器，向下压按钮(假定它在其最上部位置)。当凸出 部分120碰到弹簧指88的上端部90时，该弹簧指88将脱离锁面86。 同时，弹簧104的端部110将嵌入槽口112而被固定，按钮26的进 一步向下运动将使弹簧104的端部110移向水平位置，从而同时将锁 杆24驱动到图1所示的位置。
参考上述本发明人的待审申请专利可以看出这种机构的其它结 构和操作特征。
通过以上说明可以看出，由于使用携带触头48的簧片32，因 此按本发明制造的过载继电器其组装相当容易，因而更为经济。而 且该继电器也更为可靠，因为和桥接式机构比较其部件数目较少。 由于采用各个簧片上分叉的自由端部38来形成两个触指44、46， 并且各个触指携带一个触指48，所以更增大了其可靠性。技术人员 可以容易想到其它优点和改型。因此在广泛意义上本发明不限于本 文示出的和说明的具体细节和代表性装置。因此可以进行各种改变 而不超出由所附权利要求书和其等效说明所确定的发明总原则的精 神或范围。