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CN100466127C - 开关组件 - Google Patents

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CN100466127C
CN100466127C CNB2005100657974A CN200510065797A CN100466127C CN 100466127 C CN100466127 C CN 100466127C CN B2005100657974 A CNB2005100657974 A CN B2005100657974A CN 200510065797 A CN200510065797 A CN 200510065797A CN 100466127 C CN100466127 C CN 100466127C
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徐新生
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SHANGHAI BAICHENG ELECTRONICS CO Ltd
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Shanghai Baicheng Electric Equipment Manufacture Co Ltd
Techtronic Industries Co Ltd
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Abstract

本发明特别涉及一种高功率直流开关，通过在枢转接触杆上增设附加压板，解决在传统的开关中的枢转接触杆与支撑部的枢转连接处的接触不良的问题。通过增设与枢转接触杆并联的附加并联接触板，还可以对电流进行分流，使枢转接触杆与接触点处的生热最小化。还通过在正向/反向转换机构处的内部输出端上设置双波纹状的凸面接触部，进一步降低在正向/反向转换机构处的内部输出与转换接触板接触处的生热。

Description

开关组件
技术领域
本发明涉及一种电气开关，特别是涉及一种高功率直流开关，更特别地涉及一种用于动力工具的触发控制的触发开关。
背景技术
在本领域中，已经公知一种Marquardt(商标)2711.5507型的大功率直流开关，其功率为18V直流25A。US6717080B1公开了一种用于带有电动机的电动工具的触发开关组件。US6741051B2公开了一种用于包括电动机的电动工具的触发控制器。US6104105也公开了一种用于打开或关闭带有电动机的工具的电气开关。
上面提到的开关都利用枢转接触杆机构来实现电流的接通和断开，枢转接触杆的一端与支撑部可枢转地连接，支撑部与电流的输入端连接，电路的输出端上连接有固定的接触触头，枢转接触杆的另一端可以通过该枢转接触杆的枢转与固定的接触触头接触，从而使电路接通。在这种开关中，当枢转接触杆将电路接通时，电流流经枢转接触杆与支撑部的枢转点、枢转接触杆和固定的接触触头。但是，枢转接触杆与支撑部在枢转点之间的接触可能不是很好。这会产生大的接触电阻并引起发热以及“INT”问题。所谓的“INT”问题，指的是在通常的工作条件或环境下由于在接触点处的电流的不稳定会在接触点处产生火花，火花可能会烧毁或熔化枢转接触板。对于高功率开关来说，这些问题会更严重。
在上述的传统的开关中的另外的缺陷如下:由于设有旁路开关即第二枢转接触杆，当触发器(按钮)被压到最内位置时，第二枢转接触杆将输入与输出连通。对于高功率开关，通常的工作电流是约25A。但是，在电动机的启动或停机时，电流可能高达100A。所以第二枢转接触杆的接触损失也是很大的，在这种高电流的情况下也会产生热。传统的开关还存在第三方面的缺陷。传统的开关设有正向/反向转换机构，该机构可以变换输出电压的极性。在该转换机构处，有两个转换接触板，这两个转换接触板同时使两个内部输出与两个外部输出连接，这样可以控制输出的极性。在每个内部输出上仅设有单独一个弧状凸面部，弧状凸面部使转换接触板与内部输出之间为线接触。这样来降低接触损失。但是在内部输出上仅设置一个用于接触的凸面部不足以使生热最小化。
发明内容
本发明的一个目的是解决在传统的开关中的枢转接触杆与支撑部的枢转连接处的接触不良的问题。
本发明的第二目的在于使枢转接触杆与接触点处的生热最小化。
本发明的第三个目的在于进一步降低在正向/反向转换机构处的内部输出与转换接触板接触处的生热。
本发明的第一个目的可以通过下列的技术方案及其优选的实施方案实现:
一种开关组件，包括:
壳体；
输入端，其相对于所述壳体固定，并用于与电压源电连接；
输出端，其相对于所述壳体固定，并用于与要由该开关控制的用电装置电连接；
固定接触部，其相对于所述壳体固定，并与所述输出端电连接；
支撑部，其相对于所述壳体固定，并与所述输入端电连接；
触发器，其上固定连接有触发器杆，触发器杆保持在所述壳体上并伸入到所述壳体内，并可以相对于壳体滑动，触发器杆上固定有凸轮部，所示触发器杆上连接有触发器弹簧，所述的触发器弹簧的作用使所述的触发器杆及触发器处于外伸到最外位置的状态，所述触发器可以由操作人员从所述开关组件外侧驱动；
枢转接触杆，其第二端具有受压部，并由所述支撑部支撑且可枢转地与支撑部的上端的枢转连接处电连接，所述的枢转接触杆与所述支撑部的连接处位于所述的受压部和枢转接触杆的第一端之间，所述枢转接触杆上连接有接触杆弹簧，接触杆弹簧与所述的枢转接触杆的连接点位于所述枢转接触杆的第一端与枢转连接处之间的位置，所述接触杆弹簧的另一端相对于所述的壳体固定，所述的接触杆弹簧的作用使所述的枢转接触杆的第一端有与所述固定接触部电接触的趋势；
当所述的触发器杆及触发器处于外伸到最外位置的状态时，所述的凸轮部推压所述受压部，使所述的枢转接触杆克服所述接触杆弹簧的作用力而枢转到其第二端与所述的固定接触部断开电连接的状态；
当触发器受到压力而克服所述触发器弹簧的作用力使触发器杆与触发器一同向内滑动时所述凸轮部能离开所述的受压部，从而使所述的枢转接触杆绕着其与所述支撑部的连接点处枢转，从而使枢转接触杆的第一端与所述固定接触部接触，从而使输入端与输出端电连通，当松开所述触发器时，所述的触发器杆受到触发器弹簧的作用会向外滑动，使所述的触发器与所述触发器杆一同向外伸出；
其中，所述的枢转接触杆上设有附加压板，所述附加压板的第一端固定在所述的枢转接触杆上，所述附加压板的第二端压在所述的支撑部的顶端。
优选地，所述的附加压板为弹性的，在其被固定到所述的枢转接触杆上之后并装配到所述的支撑部上时受到弹性预弯曲，这种弹性预弯曲使其第二端紧压在所述的支撑部的顶端并对该顶端施加预压力，从而确保可靠地电连接。
优选地，还包括固定触头，所述固定触头具有大直径部和小直径部，所述附加压板为长的薄片状，其第一端设有压板通孔，所述的枢转接触杆的第一端设有接触杆通孔，所述的附加压板的第一端的压板通孔与所述接触杆通孔对齐，固定触头的小直径部穿入所述的两个通孔中，使大直径部位于与所述固定接触部接触的一侧，小直径部的端部受冲压而变形致使直径增大，从而所述的固定触头和所述附加压板一起固定在所述枢转接触杆上。
优选地，所述的附加压板由铜制成。
优选地，所述枢转接触杆为长的板条状，所述的附加压板的厚度小于所述枢转接触杆的厚度。
优选地，所述的枢转接触杆和附加压板都上设有用于连接枢转接触杆弹簧的凹口。
优选地，所述的支撑部的顶端设有用于连接所述枢转接触杆的凹口，所述的枢转接触杆上设有与支撑部的顶端的凹口对应及配合的凹口，所述的枢转接触杆设在所述的支撑部的顶端的凹口处。
优选地，所述的开关组件为大功率直流开关组件。
优选地，所述的枢转接触杆有两个，分别为第一枢转接触杆和第二枢转接触杆，它们平行排列都与所述支撑部枢转连接，且两个枢转接触杆之间为并联的关系，所述的固定接触部有两个分别为第一固定接触部和第二固定接触部，它们平行排列且互相之间为并联的关系，所述输入端有两个分别为用于与电压源的正极连接的第一输入端和用于与电压源的负极连接的第二输入端，所述输出端有两个分别为第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第一输入端串联，所述第二输入端与所述的支撑部串联，还与第一固定接触部和第二固定接触部串联，所述开关组件还包括MOS场效应管、带有电子线路的电子线路板和二极管，所述MOS场效应管起固态开关的作用，用于改变输出电压，所述电子线路用于产生信号来控制闭合程度或断开所述MOS场效应管，所述二极管一端与第一输入端和第一输出端连接，另一端与第二固定接触部、电子线路和第二输出端连接，所述二极管用于在开关过程中所述MOS场效应管不导通时允许电流连续流过，所述第一枢转接触杆经MOS场效应管与第二输出端串联，所述第二枢转接触杆串联在所述第二输入端与所述第二输出端之间，每个枢转接触杆上都设有一个附加压板，所述的凸轮部有两个分别为第一凸轮和第二凸轮，在所述的触发器杆的滑动过程中，第一凸轮能使第一枢转接触杆枢转而与第一固定接触部接触或脱开，而第二凸轮能使第二枢转接触杆枢转而与第二固定接触部接触或脱开，第一凸轮与第二凸轮的形状不同以致它们能在不同的触发器杆行程处与所述两个枢转接触杆接合，使得在接通输入与输出时，第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部接合先于第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部结合，而在断开输入与输出时，第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部的断开先于第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部的断开。
优选地，还包括制动接触板，其一端与第二输出端串联，另一端能与所述第一输出端连通或断开，当所述触发器处于其最外位置时，该制动接触板同第一输出端与第二输出端连通。
优选地，所述第一输出端有两个，分别为第一内部输出端和第一外部输出端，所述第二输出端有两个，分别为第二内部输出端和第二外部输出端，第一内部输出端和第二内部输出端分别通过用于变换输出电压极性的正向/反向转换机构与第一外部输出端和第二外部输出端连接。
优选地，所述第二输入端与所述第二输出端之间还设有附加并联接触板，所述附加并联接触板与所述的两个枢转接触杆为并联的关系，当所述的触发器处于其最内位置时，所述附加并联接触板将所述第二输入端与第二输出端连通。
优选地，所述附加并联接触板设在所述触发器杆的前部的下侧上，所述的支撑部上固定连接有第一附加接触部，所述的第二内部输出端上固定连接有第二附加接触部，所述的第一附加接触部与所属的第二附加接触部之间留有间隙，当所述的触发器被压到其最内位置时，所述的附加并联接触板将所述第二输入端与第二输出端连通是通过其同时与所述第一附加接触部及所述第二附加接触部接触而实现的。
优选地，所述触发器杆的前部的下侧固定连接有两块连接板，两连接板之间留有间隙形成用于容纳所述附加并联接触板的空间，一肋部固定连接在至少一个连接板上，并大致与所述的连接板垂直，所述附加并联接触板呈细长的大致“D”形，所述“D”形的弯曲端部用于与所述的第一和第二附加接触部接触，所述“D”形的平直端部用作制动部，所述的并联连接板套在所述肋部上，一压缩弹簧设在所述肋部与所述弯曲端部之间，压缩弹簧的一端抵靠在所述肋部上，压缩弹簧的另一端抵靠在所述弯曲端部的内侧并向其施加推力使所述平直端部的内侧与所述肋部紧靠，所述的并联连接板的长度足够长而可以在压缩弹簧的作用下使其弯曲端部向后伸出得比所述触发器杆的后端长。
优选地，所述的触发器杆的前部的靠后处的下侧固定设有突出板，所述的第一凸轮和所述第二凸轮固定连接在所述的突出板的下端上，所述的突出板的前端的两侧分别固定设有一个向一侧突出的侧突凸榫，所述的触发器杆的前部的下侧设有两个向下伸出的下伸凸榫，所述的两连接板分别通过其上的对应的榫槽而固定在所述的侧突凸榫和所述的下伸凸榫上。
优选地，所述的正向/反向转换机构包括转换接触板，所述第一内部输出端和所述第二内部输出端上分别设有至少一个凸面接触部，用于与所述的转换接触板的接触面接触。
优选地，所述至少一个凸面接触部为两个凸面接触部。
优选地，每个内部输出端上的两个凸面接触部都为波纹状。
优选地，所述附加并联接触板由铜制成。
本发明的第二个目的可以通过下列的技术方案及其优选的实施方案实现:
一种开关组件，包括:
壳体；
用于与电压源的正极连接的第一输入端和用于与电压源的负极连接的第二输入端，第一输入端和第二输入端相对于所述壳体固定；
支撑部，其相对于所述壳体固定，并与所述第二输入端电连接；
第一输出端和第二输出端，其相对于所述壳体固定，并用于与要由该开关控制的用电装置电连接，所述第一输出端与所述第一输入端串联，所述第二输入端与所述的支撑部串联；
第一固定接触部和第二固定接触部，它们平行排列且互相之间为并联的关系，并且相对于所述壳体固定，并分别与所述第二输出端电连接；
触发器，其上固定连接有触发器杆，触发器杆保持在所述壳体上并伸入到所述壳体内，并可以相对于壳体滑动，所示触发器杆上连接有触发器弹簧，所述的触发器弹簧的作用使所述的触发器杆及触发器通常处于外伸到最外位置的状态，所述触发器可以由操作人员从所述开关组件外侧驱动；
第一枢转接触杆和第二枢转接触杆，它们平行排列且都与所述支撑部枢转连接，且两个枢转接触杆之间为并联的关系，两个枢转接触杆的第二端都具有受压部，并由所述支撑部支撑且可枢转地与支撑部的上端的枢转连接处电连接，所述的枢转接触杆与所述支撑部的连接处位于所述的受压部和枢转接触杆的第一端之间，每个所述枢转接触杆上都连接有一个接触杆弹簧，接触杆弹簧与所述的枢转接触杆的连接点位于所述枢转接触杆的第一端与枢转连接处之间的位置，每个所述接触杆弹簧的另一端相对于所述的壳体固定，所述的接触杆弹簧的作用使所述的枢转接触杆的第一端上的固定触头有与所述固定接触部上的固定触头电接触的趋势；
所述触发器杆上固定有第一凸轮和第二凸轮，在所述的触发器杆的滑动过程中，第一凸轮能使第一枢转接触杆枢转而是其上的第一固定触头与第一固定接触部上的第一固定触头接触或脱开，而第二凸轮能使第二枢转接触杆枢转而与第二固定接触部接触或脱开，第一凸轮与第二凸轮的形状不同以致它们能在不同的触发器杆行程处与所述两个枢转接触杆接合，使得在接通输入与输出时，第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部接合先于第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部接合，而在断开输入与输出时，第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部的断开先于第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部的断开；
所述开关组件还包括MOS场效应管、带有电子线路的电子线路板和二极管，所述MOS场效应管起固态开关的作用，用于改变输出电压，所述电子线路用于产生信号来控制闭合程度或断开所述MOS场效应管，所述二极管一端与第一输入端和第一输出端连接，另一端与第二固定接触部、电子线路和第二输出端连接，所述二极管用于在开关过程中所述MOS场效应管不导通时允许电流连续流过，所述第一枢转接触杆经MOS场效应管与第二输出端串联，所述第二枢转接触杆串联在所述第二输入端与所述第二输出端之间；
当所述的触发器杆及触发器通常处于外伸到最外位置的状态时，所述的凸轮部推压所述受压部，使所述的枢转接触杆克服所述接触杆弹簧的作用力而枢转到其第二端与所述的固定接触部断开电连接的状态；
当触发器受到压力而克服所述触发器弹簧的作用力使触发器杆与触发器一同向内滑动一部分时所述第一凸轮部能离开所述的第一枢转接触杆的受压部，从而使所述的第一枢转接触杆在接触杆弹簧的作用下绕着其与所述支撑部的连接点处枢转，从而使第一枢转接触杆的第一端与所述第一固定接触部接触，从而使由第二输入端、改变输出电压的电子线路和第二输出端组成的电路连通，当继续按压所述触发器而使其处于最内位置时，所述第二枢转接触杆在与其连接的接触杆弹簧的作用下闭合以连通第二输入端到第二输出端的电路，此时输出电压与输入电压相同，当松开所述触发器时，所述的触发器杆受到触发器弹簧的作用会向外滑动，使所述的触发器与所述触发器杆一同向外伸出；
其中，所述第二输入端与所述第二输出端之间还设有附加并联接触板，所述附加并联接触板与所述的两个枢转接触杆为并联的关系，当所述的触发器处于其最内位置时，所述附加并联接触板将所述第二输入端与第二输出端连通，以分担流经第二固定接触部上的固定触头与第二枢转接触杆上的固定触头之间的电流。
优选地，所述附加并联接触板设在所述触发器杆的前部的下侧上，所述的支撑部上固定连接有第一附加接触部，所述的第二内部输出端上固定连接有第二附加接触部，所述的第一附加接触部与所述的第二附加接触部之间留有间隙，当所述的触发器被压到其最内位置时，所述的附加并联接触板将所述第二输入端与第二输出端连通是通过其同时与所述第一附加接触部及所述第二附加接触部接触而实现的。
优选地，所述触发器杆的前部的下侧固定连接有两块连接板，两连接板之间留有间隙形成用于容纳所述附加并联接触板的空间，一肋部固定连接在至少一个连接板上，并大致与所述的连接板垂直，所述附加并联接触板呈细长的大致“D”形，所述“D”形的弯曲端部用于与所述的第一和第二附加接触部接触，所述“D”形的平直端部用作制动部，所述的附加并联接触板套在所述肋部上，一压缩弹簧设在所述肋部与所述弯曲端部之间，压缩弹簧的一端抵靠在所述肋部上，压缩弹簧的另一端抵靠在所述弯曲端部的内侧并向其施加推力使所述平直端部的内侧与所述肋部紧靠，所述的附加并联接触板的长度足够长而可以在压缩弹簧的作用下使其弯曲端部向后伸出得比所述触发器杆的后端长。
优选地，所述的触发器杆的前部的靠后处的下侧固定设有突出板，所述的第一凸轮和所述第二凸轮固定连接在所述的突出板的下端上，所述的突出板的前端的两侧分别固定设有一个向一侧突出的侧突凸榫，所述的触发器杆的前部的下侧设有两个向下伸出的下伸凸榫，所述的两连接板分别通过其上的对应的榫槽而固定在所述的侧突凸榫和所述的下伸凸榫上。
优选地，还包括制动接触板，其一端与第二输出端串联，另一端能与所述第一输出端连通或断开，当所述触发器处于其最外位置时，该制动接触板同第一输出端与第二输出端连通。
优选地，所述第一输出端有两个，分别为第一内部输出端和第一外部输出端，所述第二输出端有两个，分别为第二内部输出端和第二外部输出端，第一内部输出端和第二内部输出端分别通过用于变换输出电压极性的正向/反向转换机构与第一外部输出端和第二外部输出端连接。
优选地，所述的正向/反向转换机构包括转换接触板，所述第一内部输出端和所述第二内部输出端上分别设有至少一个凸面接触部，用于与所述的转换接触板的接触面接触。
优选地，所述至少一个凸面接触部为两个凸面接触部。
优选地，每个内部输出端上的两个凸面接触部都为波纹状。
优选地，所述附加并联接触板由铜制成。
本发明的第三个目的可以通过下列的技术方案及其优选的实施方案实现:
一种开关组件，包括:
壳体；
用于与电压源的正极连接的第一输入端和用于与电压源的负极连接的第二输入端，第一输入端和第二输入端相对于所述壳体固定；
第一内部输出端和第一外部输出端，其相对于所述壳体固定；
第二内部输出端和第二外部输出端，其相对于所述壳体固定，第一内部输出端和第二内部输出端分别通过用于变换输出电压极性的正向/反向转换机构与第一外部输出端和第二外部输出端连接；第一外部输出端和第二外部输出端用于分别与要由该开关组件控制的用电装置的端子电连接，所述第一内部输出端与所述第一输入端串联，所述第二内部输入端与所述的第二输入端串联；
所述的正向/反向转换机构包括转换接触板，其中，所述第一内部输出端和所述第二内部输出端上分别设有两个凸面接触部，用于与所述的转换接触板的接触面接触。
优选地，每个内部输出端上的两个凸面接触部都为波纹状。
优选地，所述开关组件包括:支撑部，其相对于所述壳体固定，并与所述第二输入端电连接；
第一固定接触部和第二固定接触部，它们平行排列且互相之间为并联的关系，并且相对于所述壳体固定，并与所述第二内部输出端电连接；
触发器，其上固定连接有触发器杆，触发器杆保持在所述壳体上并伸入到所述壳体内，并可以相对于壳体滑动，所示触发器杆上连接有触发器弹簧，所述的触发器弹簧的作用使所述的触发器杆及触发器通常处于外伸到最外位置的状态，所述触发器可以由操作人员从所述开关组件外侧驱动；
第一枢转接触杆和第二枢转接触杆，它们平行排列且都与所述支撑部枢转连接，且两个枢转接触杆之间为并联的关系，两个枢转接触杆的第二端都具有受压部，并由所述支撑部支撑且可枢转地与支撑部的上端的枢转连接处电连接，所述的枢转接触杆与所述支撑部的连接处位于所述的受压部和枢转接触杆的第一端之间，每个所述枢转接触杆上都连接有一个接触杆弹簧，接触杆弹簧与所述的枢转接触杆的连接点位于所述枢转接触杆的第一端与枢转连接处之间的位置，每个所述接触杆弹簧的另一端相对于所述的壳体固定，所述的接触杆弹簧的作用使所述的枢转接触杆的第一端有与所述固定接触部电接触的趋势；
所述触发器杆上固定有第一凸轮和第二凸轮，在所述的触发器杆的滑动过程中，第一凸轮能使第一枢转接触杆枢转而与第一固定接触部接触或脱开，而第二凸轮能使第二枢转接触杆枢转而与第二固定接触部接触或脱开，第一凸轮与第二凸轮的形状不同以致它们能在不同的触发器杆行程处与所述两个枢转接触杆接合，使得在接通输入与输出时，第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部接合先于第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部接合，而在断开输入与输出时，第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部的断开先于第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部的断开；
所述开关组件还包括MOS场效应管、带有电子线路的电子线路板和二极管，所述MOS场效应管起固态开关的作用，用于改变输出电压，所述电子线路用于产生信号来闭合或断开所述MOS场效应管，所述二极管一端与第一输入端和第一输出端连接，另一端与第二固定接触部、电子线路和第二输出端连接，所述二极管用于在开关过程中所述MOS场效应管不导通时允许电流连续流过，所述第一枢转接触杆经MOS场效应管与第二输出端串联，所述第二枢转接触杆串联在所述第二输入端与所述第二输出端之间；
当所述的触发器杆及触发器通常处于外伸到最外位置的状态时，所述的凸轮部推压所述受压部，使所述的枢转接触杆克服所述接触杆弹簧的作用力而枢转到其第二端与所述的固定接触部断开电连接的状态；
当触发器受到压力而克服所述触发器弹簧的作用力使触发器杆与触发器一同向内滑动一部分时所述第一凸轮部能离开所述的第一述转接触杆的受压部，从而使所述的第一枢转接触杆绕着其与所述支撑部的连接点处枢转，从而使第一枢转接触杆的第一端与所述第一固定接触部接触，从而使由第二输入端、改变输出电压的电子线路和第二输出端组成的电路连通，当继续按压所述触发器而使其处于最内位置时，所述第二枢转接触杆闭合以连通第二输入端到第二输出端的电路，此时输出电压与输入电压相同，当松开所述触发器时，所述的触发器杆受到触发器弹簧的作用会向外滑动，使所述的触发器与所述触发器杆一同向外伸出。
通过下面结合附图对本发明的的一个实施例进行更详细地说明，本领域技术人员会更清楚全面地理解本发明的新的特点以及有益效果。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的开关的从一侧看的外部透视示意图；
图2为本发明的一个实施例的开关的从另一侧看的外部透视示意图；
图3为本发明的一个实施例的开关的从一侧看的部分剖开的外部透视示意图，该开关上带有电子电路板；
图4为本发明的一个实施例的开关的从一侧看的部分剖开的外部透视示意图，为了更清楚地显示开关的内部，去除了电子线路板；
图5为本发明的一个实施例的开关的从另一侧看的剖开的外部透视示意图；
图6-8为本发明的一个实施例的开关的两个枢转接触杆附近的透视示意图；
图9-10为本发明的一个实施例的开关的两个枢转接触杆、触发器杆及附加并联接触板附近的透视示意图；
图11为本发明的一个实施例的开关的附加并联接触板、触发器杆和正向/反向转换机构附近的透视示意图；
图12为本发明的一个实施例的开关的附加并联接触板与触发器杆的连接的透视示意图；
图13-15为本发明的一个实施例的开关的正向/反向转换机构处于中间位置时的示意图；
图16-18为本发明的一个实施例的开关的正向/反向转换机构处于正向位置时的示意图；
图19-21为本发明的一个实施例的开关的正向/反向转换机构处于反向位置时的示意图；
图22为显示本发明的一个实施例的开关的附加并联接触板与双凸面接触部的透视示意图；
图23为本发明的一个实施例的开关的一个带有第二固定触头接触板、第二附加接触部和第二内部输出端的部件的透视示意图；
图24为图23所示的本发明的一个实施例的开关的部件的透视示意图，但是视角与图23不同；
图25-27为本发明的一个实施例的开关的一个带有第一内部输出端的部件的结构示意图；
图28-29为本发明的一个实施例的开关的一个带有附加压板的枢转接触杆的结构示意图；
图30-31为本发明的一个实施例的开关的附加压板的结构示意图；
图32-33为本发明的一个实施例的开关的附加并联接触板的结构示意图；
图34-36为显示本发明的一个实施例的开关的附加并联接触板与触发器杆的连接的结构示意图；
图37为本发明的一个实施例的开关的电路图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明根据本发明的优选的实施例的一种开关组件，其为大功率直流开关组件。本发明可以用于普通开关，但用于大功率直流开关组件时效果更加突出。
如图1和2所示，从外部可以看到开关组件包括壳体、触发器1、用于分别与电压源例如电池的正极和负极连接的第一输入端2和第二输入端3、用于与电动机的端子连接的第一外部输出端7和第二外部输出端8、作为固态开关的MOS场效应管4、散热片5以及正向/反向转换杆6。操作人员可以控制触发器。当触发器1外伸到其最外位置时，开关组件断路。当触发器1被压到其最内位置时，开关组件闭合接通并向用电装置例如带有电动机的电动工具提供与输入端所接收的电压相同的电压。当将触发器1从最外位置向最内位置按压时，开关组件的输出电压从零增到最大。MOS场效应管4可以改变开关组件的输出电压。散热片5用于将由MOS场效应管4产生的热散发。当触发器开关处于其中间位置时，操作人员可以通过对正向/反向转换杆6操纵而改变输出电压的极性。
在部分剖开的图3中，可以看到固定的电子线路板21。其用于发出信号来控制闭合程度或断开MOS场效应管4。使用电阻跟踪器(resistance track)来检测触发器位置。
在图3的上部可以看到开关组件的第一内部输出端9和第二内部输出端10。
在图4中，没有显示电子线路板21，以便清楚地显示出壳体内部的部件。图4种可以看到第一枢转接触杆15、第二枢转接触杆16、支撑部26、第一附加接触部43、第二固定接触部33和第二凸轮18。两个枢转接触杆的形状相同。支撑部26相对于壳体固定，并与第二输入端3连接。
图5中可以看到第一凸轮17、第二凸轮18、支撑部26和第一附加接触部43。第一附加接触部43固定连接在支撑部26上或与其一体制成。第一凸轮17的形状不同于第二凸轮18且两个凸轮的位置错开，以实现在不同的触发器的位置处分别使第一枢转接触杆15和第二枢转接触杆16的枢转闭合。
下面参见图6-9。第一固定接触部31与第二固定接触部33大致平行排列并相对于壳体固定，两个接触部上分别设有第一固定触头22和第二固定触头23。
支撑部26的上部具有凹口262，细长的板条状的枢转接触杆16具有与凹口262对应及配合的凹口161。通过两个凹口的配合，枢转接触杆16支撑在支撑部26上而可以绕凹口处枢转。
枢转接触杆16和15上连接有由铜制成的附加压板20和30，附加压板的连接和固定通过固定触头24和25来实现。如图28和29所示，固定触头具有大直径部和小直径部。附加压板20和30的形状可以相同，都为长的薄片状(如图30和31所示)，其第一端设有压板通孔201。附加压板的厚度小于枢转接触杆的厚度。如图7和9所示，枢转接触杆16的第一端设有接触杆通孔165。如图28和29所示，附加压板的第一端的压板通孔与接触杆通孔对齐，固定触头的小直径部穿入所述的两个通孔中，使大直径部位于与固定接触部上的固定接触部22和23接触的一侧，小直径部的端部受冲压而变形致使直径增大，从而固定触头和附加压板一起固定在所述枢转接触杆上。附加压板为弹性的，在其与枢转接触杆一起安装到支撑部26上之后，受到弹性预弯曲，这种弹性预弯曲使其第二端紧压在支撑部26的顶端261上并对该顶端施加预压力，从而对枢转点施加附加的接触力，而且该附加压板总是与支撑部的顶端紧紧地接触，从而确保可靠地电连接。由于附加压板的这两个功能，有助于减小在枢转点处的接触损失，并降低了发生“INT”的现象可能性。
枢转接触板和附加压板上分别设有用于连接枢转接触杆弹簧(图中未示出)的凹口167和27。用于连接接触杆弹簧得凹口167和27位于枢转接触杆的第一端与枢转连接处即凹口262之间的位置，接触杆弹簧的另一端相对于开关组件的壳体固定，接触杆弹簧的作用是向枢转接触杆施加拉力使枢转接触杆的第一端的固定触头被压在固定接触部的固定触头上。
结合图4和10，触发器1固定连接有触发器杆101，触发器杆101保持在壳体上并伸入到壳体内，并可以相对于壳体滑动。第一凸轮17和第二凸轮18固定在触发器杆101上。
参见图34和35，触发器杆上连接有触发器弹簧103，触发器弹簧的一端顶在凸起3(图23)处。触发器弹簧的作用使所述的触发器杆及触发器通常处于外伸到最外位置的状态，触发器可以由操作人员从所述开关组件外侧驱动。
枢转接触杆15和16的第二端具有受压部168和169，当触发器杆及触发器通常处于外伸到最外位置的状态时。两个凸轮部分别推压两个受压部，使枢转接触杆克服接触杆弹簧的作用力而枢转到其第一端的触头与固定接触部上的触头断开电连接的状态。
在图10中可以看到附加并联接触板12，当触发器处于其最内位置时，附加并联接触板闭合以将第二输入端与第二输出端连通。以分担流经第二枢转接触杆的接触点处的电流。通过该附加并联接触板12，可以进一步降低热的产生，提高电路的效率。这将优于现有技术，在现有的高功率开关组件中，仅靠第二枢转接触杆来使电流旁流不足以降低高电流来消除发热。
如图10、12以及34-36所示，附加并联接触板12设在所述触发器杆的前部的下侧上，支撑部上固定连接有第一附加接触部43(见图5)。第二内部输出端10上有第二附加接触部45(见图23)。第一附加接触部与第二附加接触部之间留有间隙，当触发器1被压到其最内位置时，附加并联接触板将所述第二输入端与第二输出端连通是通过其同时与所述第一附加接触部及所述第二附加接触部接触而实现的。
结合图34和35可以看出触发器杆101的前部的下侧固定连接有两块连接板102，两连接板102之间留有间隙形成用于容纳附加并联接触板12的空间，一肋部47固定连接在两个连接板102上，并大致与连接板垂直。
触发器杆101的前部的靠后处的下侧固定设有突出板110，第一凸轮17和第二凸轮18固定连接在突出板110的下端上，突出板的前端的两侧分别固定设有一个向一侧突出的侧突凸榫111，触发器杆的前部的下侧设有两个间隔开的向下伸出的下伸凸榫109，两连接板102分别通过其上的对应的榫槽而固定在侧突凸榫和下伸凸榫上。
见图32和33，附加并联连接板12呈细长的大致“D”形，所述“D”形的弯曲端部128用于与第一和第二附加接触部43和45接触，“D”形的平直端部129用作制动部，并联连接板套在肋部47上，一压缩弹簧46设在肋部47与弯曲端部之间，压缩弹簧的一段抵靠在肋部上，压缩弹簧的另一端抵靠在弯曲端部128的内侧并向其施加推力使平直端部129的内侧与肋部紧靠，并联连接板的长度足够长而可以在压缩弹簧的作用下使其的弯曲端部向前伸出得比所述触发器杆101的前端长。
见图11和13-21，正向/反向转换机构包括转换接触板61和62，第一内部输出端9和第二内部输出端10上分别设有两个波纹状凸面接触部91和191，用于与转换接触板62和61的下接触面接触。在内部输出端上设置双凸面接触部实现了以低成本的方式更有效地降低接触点的生热。
图13-15所示的开关组件的正向/反向机构处于中间位置，转换接触板61仅与第二内部输出端10接触，转换接触板62仅与第一内部输出端9接触。
图16-18所示为正向/反向机构处于正向位置的状态，在该状态，转换接触板61与第二内部输出端10和第二外部输出端8接触，转换接触板62与第一内部输出端9和第二外部输出端8接触。
图19-21所示为正向/反向转换机构处于反向状态的示意图，其中，转换接触板61与第二内部输出端10和第一外部输出端7接触，转换接触板62与第一内部输出端9和第二外部输出端8接触。
本领与技术人员可以理解正向/反向转换机构的具体结构以及其变换电压极性的方式，在此无需做更详细的说明。
开关组件的各部分(件)的连接关系参见图37所示。
开关组件的工作过程见述如下:
当触发器1受到压力而克服触发器弹簧103的作用力使触发器杆101与触发器一同向内滑动一部分时，第一凸轮17能离开第一枢转接触杆15的受压部168，从而使第一枢转接触杆15在接触杆弹簧的作用下绕着其与支撑部26的连接点即凹口262处枢转，从而使第一枢转接触杆15的第一端与第一固定接触部上的触头22接触，从而使由第二输入端3、改变输出电压的电子线路21和第二与内部输出端10组成的电路连通。当继续按压所述触发器而使其处于最内位置时，第二凸轮18使第二枢转接触杆16闭合在第二固定接触部的固定触头上，以连通第二输入端3到第二内部输出端10的电路，而且，附加并联接触板也闭合在所述第一附加接触部43与第二附加接触部45之间，以使电流分流，此时输出电压与输入电压相同。当松开触发器时，触发器杆受到触发器弹簧103的作用会向外滑动，使触发器与所述触发器杆一同向外伸出。当触发器杆向外滑动时，先是第二凸轮推压第二枢转接触杆而使其断开与第二固定接触部的触头的连接，当触发器杆继续向外滑动时，第一凸轮推压第一枢转接触杆而使其与第一固定接触部的触头断开连接。
如电路图所示，开关组件还包括二极管，二极管一端与第一输入端和第一输出端连接，另一端与第二固定接触部、电子线路和第二输出端连接，所述二极管用于在开关过程中所述MOS场效应管不导通时允许电流连续流过，所述第一枢转接触杆经MOS场效应管与第二输出端串联，所述第二枢转接触杆串联在所述第二输入端与所述第二输出端之间。
在本发明中，在所述的触发器杆的滑动过程中，第一凸轮能使第一枢转接触杆枢转而与第一固定接触部接触或脱开，而第二凸轮能使第二枢转接触杆枢转而与第二固定接触部接触或脱开。第一凸轮与第二凸轮的形状不同以致它们能在不同的触发器杆行程处与所述两个枢转接触杆接合，使得在接通输入与输出时，第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部接合先于第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部结合，而在断开输入与输出时，第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部的断开先于第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部的断开。
还包括制动接触板，其一端与第二输出端串联，另一端能与所述第一输出端连通或断开，当所述触发器处于其最外位置时，该制动接触板同第一输出端与第二输出端连通。在将电动机连接到开关组件上时，制动接触板起制动的作用，防止当触发器从最内位置到最外位置时电动机旋转。
本领域技术人员可以理解优选的高功率开关可以包含本发明所提出的三个方面的新的改进，但是也可以只包括其中一个方面的改进。当只包括其中一个方面的改进时，将可以降低开关的制造成本。而且虽然其性能可能不如包括三个方面的改进的开关的性能好，但是相对于现有的开关，也具有更有益的效果。
本领域技术人员也可以理解，本发明的改进不仅适用于高功率开关，也可以用于小功率开关或其他的普通开关。当用于其他的开关时，也可以通过三个方面的改进或其中一个方面的改进来提高开关的工作性能。

Claims (19)

1.一种开关组件，包括：
壳体；
输入端，其相对于所述壳体固定，并用于与电压源电连接；
输出端，其相对于所述壳体固定，并用于与要由该开关控制的用电装置电连接；
固定接触部，其相对于所述壳体固定，并与所述输出端电连接；
支撑部，其相对于所述壳体固定，并与所述输入端电连接；
触发器，其上固定连接有触发器杆，触发器杆保持在所述壳体上并伸入到所述壳体内，并可以相对于壳体滑动，触发器杆上固定有凸轮部，所示触发器杆上连接有触发器弹簧，所述的触发器弹簧的作用使所述的触发器杆及触发器处于外伸到最外位置的状态，所述触发器可以由操作人员从所述开关组件外侧驱动；
枢转接触杆，其第二端具有受压部，并由所述支撑部支撑且可枢转地与支撑部的上端的枢转连接处电连接，所述的枢转接触杆与所述支撑部的连接处位于所述的受压部和枢转接触杆的第一端之间，所述枢转接触杆上连接有接触杆弹簧，接触杆弹簧与所述的枢转接触杆的连接点位于所述枢转接触杆的第一端与枢转连接处之间的位置，所述接触杆弹簧的另一端相对于所述的壳体固定，所述的接触杆弹簧的作用使所述的枢转接触杆的第一端有与所述固定接触部电接触的趋势；
当所述的触发器杆及触发器处于外伸到最外位置的状态时，所述的凸轮部推压所述受压部，使所述的枢转接触杆克服所述接触杆弹簧的作用力而枢转到其第二端与所述的固定接触部断开电连接的状态；
当触发器受到压力而克服所述触发器弹簧的作用力使触发器杆与触发器一同向内滑动时所述凸轮部能离开所述的受压部，从而使所述的枢转接触杆绕着其与所述支撑部的连接点处枢转，从而使枢转接触杆的第一端与所述固定接触部接触，从而使输入端与输出端电连通，当松开所述触发器时，所述的触发器杆受到触发器弹簧的作用会向外滑动，使所述的触发器与所述触发器杆一同向外伸出；
其中，所述的枢转接触杆上设有附加压板，所述附加压板的第一端固定在所述的枢转接触杆上，所述附加压板的第二端压在所述的支撑部的顶端。
2.如权利要求1的开关组件，其特征在于：所述的附加压板为弹性的，在其被固定到所述的枢转接触杆上之后并装配到所述的支撑部上时受到弹性预弯曲，这种弹性预弯曲使其第二端紧压在所述的支撑部的顶端并对该顶端施加预压力，从而确保可靠地电连接。
3.如权利要求1的开关组件，其特征在于：还包括固定触头，所述固定触头具有大直径部和小直径部，所述附加压板为长的薄片状，其第一端设有压板通孔，所述的枢转接触杆的第一端设有接触杆通孔，所述的附加压板的第一端的压板通孔与所述接触杆通孔对齐，固定触头的小直径部穿入所述的两个通孔中，使大直径部位于与所述固定接触部接触的一侧，小直径部的端部受冲压而变形致使直径增大，从而所述的固定触头和所述附加压板一起固定在所述枢转接触杆上。
4.如权利要求1的开关组件，其特征在于：所述的附加压板由铜制成。
5.如权利要求1的开关组件，其特征在于：所述枢转接触杆为长的板条状，所述的附加压板的厚度小于所述枢转接触杆的厚度。
6.如权利要求5的开关组件，其特征在于：所述的枢转接触杆和附加压板上都设有用于连接枢转接触杆弹簧的凹口。
7.如权利要求1的开关组件，其特征在于：所述的支撑部的顶端设有用于连接所述枢转接触杆的凹口，所述的枢转接触杆上设有与支撑部的顶端的凹口对应及配合的凹口，所述的枢转接触杆设在所述的支撑部的顶端的凹口处。
8.如权利要求1的开关组件，其特征在于：所述的开关组件为大功率直流开关组件。
9.如权利要求1的开关组件，其特征在于：所述的枢转接触杆有两个，分别为第一枢转接触杆和第二枢转接触杆，它们平行排列都与所述支撑部枢转连接，且两个枢转接触杆之间为并联的关系，所述的固定接触部有两个分别为第一固定接触部和第二固定接触部，它们平行排列且互相之间为并联的关系，所述输入端有两个分别为用于与电压源的正极连接的第一输入端和用于与电压源的负极连接的第二输入端，所述输出端有两个分别为第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第一输入端串联，所述第二输入端与所述的支撑部串联，还与第一固定接触部和第二固定接触部串联，所述开关组件还包括MOS场效应管、带有电子线路的电子线路板和二极管，所述MOS场效应管起固态开关的作用，用于改变输出电压，所述电子线路用于产生信号来控制闭合程度或断开所述MOS场效应管，所述二极管一端与第一输入端和第一输出端连接，另一端与第二固定接触部、电子线路和第二输出端连接，所述二极管用于在开关过程中所述MOS场效应管不导通时允许电流连续流过，所述第一枢转接触杆经MOS场效应管与第二输出端串联，所述第二枢转接触杆串联在所述第二输入端与所述第二输出端之间，每个枢转接触杆上都设有一个附加压板，所述的凸轮部有两个分别为第一凸轮和第二凸轮，在所述的触发器杆的滑动过程中，第一凸轮能使第一枢转接触杆枢转而与第一固定接触部接触或脱开，而第二凸轮能使第二枢转接触杆枢转而与第二固定接触部接触或脱开，第一凸轮与第二凸轮的形状不同以致它们能在不同的触发器杆行程处与所述两个枢转接触杆接合，使得在接通输入与输出时，第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部接合先于第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部结合，而在断开输入与输出时，第二凸轮使第二枢转接触杆与第二固定接触部的断开先于第一凸轮使第一枢转接触杆与第一固定接触部的断开。
10.权利要求9的开关组件，其特征在于：还包括制动接触板，其一端与第二输出端串联，另一端能与所述第一输出端连通或断开，当所述触发器处于其最外位置时，该制动接触板同第一输出端与第二输出端连通。
11.如权利要求9的开关组件，其特征在于：所述第一输出端有两个，分别为第一内部输出端和第一外部输出端，所述第二输出端有两个，分别为第二内部输出端和第二外部输出端，第一内部输出端和第二内部输出端分别通过用于变换输出电压极性的正向/反向转换机构与第一外部输出端和第二外部输出端连接。
12.如权利要求11的开关组件，其特征在于：所述第二输入端与所述第二输出端之间还设有附加并联接触板，所述附加并联接触板与所述的两个枢转接触杆为并联的关系，当所述的触发器处于其最内位置时，所述附加并联接触板将所述第二输入端与第二输出端连通。
13.如权利要求12的开关组件，其特征在于：所述附加并联接触板设在所述触发器杆的前部的下侧上，所述的支撑部上固定连接有第一附加接触部，所述的第二内部输出端上固定连接有第二附加接触部，所述的第一附加接触部与所属的第二附加接触部之间留有间隙，当所述的触发器被压到其最内位置时，所述的附加并联接触板将所述第二输入端与第二输出端连通是通过其同时与所述第一附加接触部及所述第二附加接触部接触而实现的。
14.如权利要求13的开关组件，其特征在于：所述触发器杆的前部的下侧固定连接有两块连接板，两连接板之间留有间隙形成用于容纳所述附加并联接触板的空间，一肋部固定连接在至少一个连接板上，并大致与所述的连接板垂直，所述附加并联接触板呈细长的大致“D”形，所述“D”形的弯曲端部用于与所述的第一和第二附加接触部接触，所述“D”形的平直端部用作制动部，所述的附加并联接触板套在所述肋部上，一压缩弹簧设在所述肋部与所述弯曲端部之间，压缩弹簧的一端抵靠在所述肋部上，压缩弹簧的另一端抵靠在所述弯曲端部的内侧并向其施加推力使所述平直端部的内侧与所述肋部紧靠，所述的附加并联接触板的长度足够长而可以在压缩弹簧的作用下使其弯曲端部向后伸出得比所述触发器杆的后端长。
15.如权利要求14的开关组件，其特征在于：所述的触发器杆的前部的靠后处的下侧固定设有突出板，所述的第一凸轮和所述第二凸轮固定连接在所述的突出板的下端上，所述的突出板的前端的两侧分别固定设有一个向一侧突出的侧突凸榫，所述的触发器杆的前部的下侧设有两个向下伸出的下伸凸榫，所述的两连接板分别通过其上的对应的榫槽而固定在所述的侧突凸榫和所述的下伸凸榫上。
16.如权利要求11的开关组件，其特征在于：所述的正向/反向转换机构包括转换接触板，所述第一内部输出端和所述第二内部输出端上分别设有至少一个凸面接触部，用于与所述的转换接触板的接触面接触。
17.如权利要求16的开关组件，其特征在于：所述至少一个凸面接触部为两个凸面接触部。
18.如权利要求17的开关组件，其特征在于：每个内部输出端上的两个凸面接触部都为波纹状。
19.如权利要求12的开关组件，其特征在于：所述附加并联接触板由铜制成。
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