断路器的跳闸机构论文和设计-金庆中

全文摘要

本实用新型提供一种断路器的跳闸机构。本实用新型一实施例的断路器的跳闸机构包括：固定触点；可动触点，与所述固定触点接触或分离；线轴，设置于所述固定触点的一侧；线圈，缠绕在所述线轴的外周面；固定芯，固定设置于所述线轴的一侧；可动芯，以能够滑动的方式设置于所述线轴的另一侧，当在所述线圈产生磁场时，向所述固定芯的方向移动；隔板，以能够滑动的方式设置在所述固定芯与所述可动芯之间；第一弹簧，设置在所述可动芯与所述隔板之间；第二弹簧，设置在所述隔板与所述固定芯之间；以及可动杆，设置为与所述隔板结合并贯通所述固定芯，使所述可动触点跳闸。

主设计要求

1.一种断路器的跳闸机构，其中，包括：固定触点；可动触点，与所述固定触点接触或分离；线轴，设置于所述固定触点的一侧；线圈，缠绕在所述线轴的外周面；固定芯，固定设置于所述线轴的一侧；可动芯，以能够滑动的方式设置于所述线轴的另一侧，当在所述线圈产生磁场时，向所述固定芯的方向移动；隔板，以能够滑动的方式设置在所述固定芯与所述可动芯之间；第一弹簧，设置在所述可动芯与所述隔板之间；第二弹簧，设置在所述隔板与所述固定芯之间；以及可动杆，设置为与所述隔板结合并贯通所述固定芯，使所述可动触点跳闸。

设计方案

1.一种断路器的跳闸机构，其中，包括：

固定触点；

可动触点，与所述固定触点接触或分离；

线轴，设置于所述固定触点的一侧；

线圈，缠绕在所述线轴的外周面；

固定芯，固定设置于所述线轴的一侧；

可动芯，以能够滑动的方式设置于所述线轴的另一侧，当在所述线圈产生磁场时，向所述固定芯的方向移动；

隔板，以能够滑动的方式设置在所述固定芯与所述可动芯之间；

第一弹簧，设置在所述可动芯与所述隔板之间；

第二弹簧，设置在所述隔板与所述固定芯之间；以及

可动杆，设置为与所述隔板结合并贯通所述固定芯，使所述可动触点跳闸。

2.根据权利要求1所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

在所述固定芯形成有能够使所述可动杆插入的贯通孔。

3.根据权利要求2所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

在所述可动芯的一面形成有能够设置所述第一弹簧的一端的第一插入槽。

4.根据权利要求1所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

在所述隔板的一面形成有能够设置所述第一弹簧的另一端的第一插入部。

5.根据权利要求2所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

在所述隔板的另一面形成有能够设置所述可动杆的第二插入部。

6.根据权利要求1所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

在所述固定芯的一面形成有能够设置所述第二弹簧的另一端的第二插入槽。

7.根据权利要求5所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

所述可动杆形成为销形态，所述可动杆的头部固定设置于所述隔板的第二插入部，所述可动杆的腿部插入所述贯通孔并朝向所述可动触点。

8.根据权利要求1所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

所述第二弹簧的直径小于所述第一弹簧的直径。

9.根据权利要求1所述的断路器的跳闸机构，其特征在于，

所述第一弹簧的弹簧常数与所述第二弹簧的弹簧常数不同。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及断路器，更详细地说，涉及断路器的跳闸机构。

背景技术

通常，电路切断器(简称断路器)是设置于送电、变电线路或电路的一部分来开闭负载或者在发生短路等事故时通过断开电路来保护电气设施以及负载的电气设备。

其中，小型断路器(小型布线用断路器)设置于形成交流110\/220V的低压电路(15～30A)的小型配电板内，而用于过电流保护、短路保护。断路器作为开关内置于住宅、商家、办公室、商场等的配电板内，用作能够在一处方便地开闭多个负载的装置来使用。另外，还作为开闭工作机器、工厂设备等机器电源的用途使用。

与用于工业的普通断路器相同地，断路器包括由固定触点和可动触点构成的触点部、能够使触点部开闭的开闭机构部、检测异常电流的检测机构部、在发生过电流或短路电流等异常电流时通过断开开闭机构部来保护线路或负载的跳闸部、发挥熄灭以及冷却在断开时发生的电弧的功能的消弧部。

图1示出了根据现有技术的断路器。现有的断路器设置有：壳体1，用于保持与外部绝缘并且固定并支撑各个部件的位置；把手2，用于操作机构部；闩锁3，将把手2的旋转力传递至可动触点4的同时保持固定状态；可动触点4，固定于闩锁3，限制电流；端子部6，与电源或负载连接。另一方面，设置有跳闸机构(线圈组件)10，以在发生过电流以及短路电流时使可动触点4跳闸。

对断路器的动作进行说明，具体如下。若使把手2向逆时针方向旋转，则与闩锁3连接的可动触点4旋转并与固定触点5接触，由此电路成为通电状态。

图2示出了跳闸机构。跳闸机构也称作跳闸组件或线圈组件。

线圈组件10由固定于壳体1的轭11和圆筒形的线轴12、缠绕在线轴12的外周面的线圈13、固定于线轴12的一侧的固定芯14、以能够滑动的方式设置于线轴12的另一侧的可动芯15、与可动芯15结合并使可动触点4跳闸的致动杆16、设置在固定芯14与可动芯15之间的弹簧(未图示)等构成。

若在通电过程中在电路发生过电流或事故电流，则电流会施加到线圈组件10，由此位于线圈组件10内部的可动芯15会因在线圈组件10产生的磁力而被吸向固定芯14侧。

随着可动芯15移动，会克服线轴12内部的弹簧(未图示)的弹性力而向固定芯14的方向移动，并且致动杆16推开可动触点4，由此电路断开。

但是，在现有技术的断路器的跳闸机构中，如上所述，通过简单的固定芯、可动芯、弹簧的结构来进行断开动作时，不能实现时间延迟设定。即，断开动作具有固定的设定值。因此，在使用多个断路器的情况下，无法实现断开顺序调节。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题而提出，其目的在于，提供一种在断开动作时具有延迟特性的断路器的跳闸机构。

本实用新型一实施例的断路器的跳闸机构包括：固定触点；可动触点，与所述固定触点接触或分离；线轴，设置于所述固定触点的一侧；线圈，缠绕在所述线轴的外周面；固定芯，固定设置于所述线轴的一侧；可动芯，以能够滑动的方式设置于所述线轴的另一侧，当在所述线圈产生磁场时，向所述固定芯的方向移动；隔板，以能够滑动的方式设置在所述固定芯与所述可动芯之间；第一弹簧，设置在所述可动芯与所述隔板之间；第二弹簧，设置在所述隔板与所述固定芯之间；以及可动杆，设置为与所述隔板结合并贯通所述固定芯，使所述可动触点跳闸。

在此，在所述固定芯形成有能够使所述可动杆插入的贯通孔。

另外，在所述可动芯的一面形成有能够设置所述第一弹簧的一端的第一插入槽。

另外，在所述隔板的一面形成有能够设置所述第一弹簧的另一端的第一插入部。

另外，在所述隔板的另一面形成有能够设置所述可动杆的第二插入部。

另外，在所述固定芯的一面形成有能够设置所述第二弹簧的另一端的第二插入槽。

另外，所述可动杆形成为销形态，所述可动杆的头部固定设置于所述隔板的第二插入部，所述可动杆的腿部插入所述贯通孔并朝向所述可动触点。

另外，所述第二弹簧的直径小于所述第一弹簧的直径。

并且，所述第一弹簧的弹簧常数与所述第二弹簧的弹簧常数不同。

根据本实用新型一实施例的断路器的跳闸机构，在第一电流值条件下可动芯克服第一弹簧(压缩)而向固定芯的方向移动，在大于第一电流值的第二电流值条件下连第二弹簧也克服(压缩)而移动，由此断开电路。在此过程中，由于会产生因第一弹簧产生的时间延迟(或因第一电流值附近条件下的可动芯的动作引起的时间延迟)，因此使用者可在瞬时跳闸作用时设定作用时间的范围。

换言之，使用者能够设定不引起断路器的断开动作而延迟时间的第一电流值。在此，使用者可通过第一电流值和第二电流值的彼此设定来设定时间延迟范围。

另外，通过使用这种时间延迟特性，能够在设置有多个断路器的地方设定断路器的动作顺序。

附图说明

图1是根据现有技术的断路器的内部图。

图2是图1所示的跳闸组件的主视图。

图3和图4是本实用新型一实施例的断路器的内部图。图3表示通电状态，图4表示断开状态。

图5是图3所示的跳闸组件的剖视图。

图6是图5所示的隔板的立体图。

图7至图9是跳闸组件的作用图。

附图标记的说明

20：壳体 21：端子部

22：端子 24：闩锁

25：开闭机构部 26：把手

27：旋转轴 28：可动触点

29：固定触点 30：检测机构部

31：双金属片 35：电弧熄灭部

36：侧板 37：栅格

38：电弧流道 40：跳闸机构部

41：轭 42：线轴

45：线圈 50：固定芯

51：贯通孔 52：第二插入槽

55：可动芯 56：第一插入槽

60：可动杆 65：隔板

66：第二插入部 67：第一插入部

70：第一弹簧 75：第二弹簧

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的优选实施例进行说明，这仅是为了使本领域普通技术人员容易实施本实用新型，并不表示限定本实用新型的技术思想和范围。

下面，参照附图对本实用新型一实施例的断路器的开闭机构进行详细的说明。图3和图4是本实用新型一实施例的断路器的内部图。图3表示通电状态，图4表示断开状态。

本实用新型一实施例的断路器的跳闸机构包括：固定触点29；可动触点28，与所述固定触点29接触或分离；线轴42，设置于所述固定触点29的一侧；线圈45，缠绕于所述线轴42的外周面；固定芯50，固定设置于所述线轴42的一侧；可动芯55，以能够滑动的方式设置于所述线轴42的另一侧，当在所述线圈45产生磁场时向所述固定芯50的方向移动；隔板65，以能够滑动的方式设置在所述固定芯50与可动芯55之间；第一弹簧70，设置在所述可动芯55与隔板65之间；第二弹簧75，设置在所述隔板65与固定芯50之间；以及可动杆60，设置为与所述隔板65结合并贯通所述固定芯50，使所述可动触点28跳闸。

壳体20形成断路器的外观，并形成为能够内置端子部21、开闭机构部25、触点部28、29、检测机构部30、跳闸机构部40、电弧熄灭部35等。壳体20由两个以上的成形物分开构成，并且能够使构成要素组装设置于内部。为了与外部绝缘，壳体20可由合成树脂等绝缘物质形成。

端子部21分别设置于壳体20的两侧。一侧的端子部21与电源连接，另一侧的端子部21与负载连接。

开闭机构部25为了通过使用者的操作来连接或分离电路的触点部28、29而设置。开闭机构部25包括在壳体20的外部凸出的把手26、与把手26连接的闩锁24、成为闩锁24和可动触点28的旋转中心的旋转轴27。

开闭机构部25的作用如下。在如图4所示的断开状态下，若使用者使把手26向顺时针方向动作，则开闭机构部25以旋转轴27为中心向顺时针方向旋转，可动触点28会与固定触点29接触(参照图3)。因此电路通电。

与此相反，在如图3所示的通电状态下，若使用者使把手26向逆时针方向动作，则开闭机构部25以旋转轴27为中心向逆时针方向旋转，可动触点28从固定触点29分离(参照图4)。因此，电路断开。

检测机构部30包括双金属片31。若在检测机构部30检测出过电流而使双金属片31弯曲，则通过使开闭机构部25动作，可动触点28从固定触点29分离，因此电路断开。检测机构部30也可以称作过电流跳闸装置或临时跳闸机构。

电弧熄灭部35熄灭在断开时产生的电弧。电弧熄灭部35包括在侧板36隔开规定间隔设置的多个栅格37。断开时在触点部28、29产生的电弧被引向栅格37并且在被分割时冷却、电流减小，而被熄灭。为了将电弧从触点部28、29引向电弧熄灭部35，可设置有电弧流道38。

跳闸机构部40也可以称作瞬时跳闸机构或跳闸组件或线圈组件。与检测机构部30应用于过电流跳闸相比，跳闸机构部40应用于过电流以及短路电流跳闸。

进一步参照图5。跳闸机构部40包括轭41、线轴42、线圈45、固定芯50、可动芯55、可动杆60、隔板65、第一弹簧70以及第二弹簧75。

轭41固定设置于壳体20。轭41支撑线轴42。轭41作为电路的一部分发挥功能，也作为磁路(magnetic path)的一部分发挥功能。轭41的一侧与端子22连接，轭41的另一侧与固定触点29连接。在可动触点28与固定触点29接触的情况下，电源(未图示)、端子22、轭41、固定触点29、可动触点28、负载(未图示)形成闭合电路。

线轴42设置于壳体20。线轴42被轭41支撑。线轴42可形成为在内部具有中空部的管形态。线轴42的两端可形成有凸缘。

此前已说明线轴42形成为管形态并在内部形成有中空部(贯通孔)。可动芯55和隔板65可在线轴42的中空部内滑动。

隔板65在线轴42内部设置为能够滑动。隔板65在线轴42内移动。

固定芯50固定设置于线轴42的一侧(设置有可动触点的方向，负载侧)。固定芯50优选由金属构件形成，以有利于形成磁场。

固定芯50具有能够使可动杆60的插入的贯通孔51。

在固定芯50的一面形成有能够设置第二弹簧75的另一端的第二插入槽52。

可动芯55以能够滑动(或直线运动)的方式设置在线轴42的另一侧(电源侧)。可动芯55优选由金属构件形成，以有利于形成磁场。

在可动芯55的一面形成有第一插入槽56。第一弹簧70的一端固定于可动芯55的第一插入槽56。

隔板65设置为能够在线轴42的内部进行直线运动。隔板65可形成为盘形态。隔板65在可动芯55与固定芯50之间移动。在隔板65的一面(可动芯侧)形成有第一插入部67，在隔板65的另一面(固定芯侧)形成有第二插入部66。可动杆60固定设置于隔板65的第二插入部66。在隔板65的第一插入部67设置有第一弹簧70。隔板65承受第一弹簧70和第二弹簧75的力。

可动杆60固定设置于隔板65。可动杆60可形成为销形态。可动杆60的头部固定设置于隔板65的第二插入部66。可动杆60的腿部插入固定芯50的贯通孔51并朝向可动触点28。

可动杆60与隔板65一起移动。可动杆60推开可动触点28来断开电路。可动杆60可与隔板65形成为一体。

第一弹簧70设置在可动芯55与隔板65之间。第一弹簧70的一端固定于可动芯55的第二插入槽56，第一弹簧70的另一端固定于隔板65的第一插入部67。若可动芯55通过线圈45的磁场而承受向固定芯50的方向的力，则第一弹簧70被压缩。通过第一弹簧70，隔板65承受朝向固定芯50的力。

第二弹簧75设置在固定芯50与隔板65之间。第二弹簧75的一端固定于可动杆60的头部，第二弹簧75的另一端固定于固定芯50的第一插入槽52。第二弹簧75被隔板65压缩。第二弹簧75的直径可小于第一弹簧70的直径。

第一弹簧70和第二弹簧75的弹性系数(或弹簧常数)可设定为彼此不同。即，第一弹簧70的弹簧常数可小于第二弹簧75的弹簧常数。即，可设定为第一弹簧70的弹性力小于第二弹簧75的弹性力。

参照图7至图9，对本实用新型一实施例的断路器的跳闸机构的作用进行详细的说明。

图7是通电状态。电流从电源侧端子22经由轭41、固定触点29、可动触点28流向负载侧。可动杆60处于与隔板65一起从可动触点28分离的状态。隔板65通过第二弹簧75的弹性力而处于从固定芯50分离的状态，可动芯55通过第一弹簧70的弹性力而处于从隔板65分离的状态。此时，可动芯55通过第一弹簧70和第二弹簧75而处于从固定芯50最大限度隔开的状态。

当在电路产生过电流时，在线圈45产生磁场，固定芯50被磁化。因此，在固定芯50产生吸引可动芯55的吸引力。

当在电路流动超过第一电流值(为设定值。例如为额定电流的8倍值)的过电流时，可动芯55会克服第一弹簧70的弹性力向固定芯50所处的方向移动。但是，这种第一电流不足以克服第二弹簧75的弹性力。因此，如图8所示，虽然可动芯55向固定芯50的方向移动而与隔板65相接，但是隔板65和可动杆60保持在原位或即便移动也不能与可动触点28接触。电路保持通电状态。

当在电路流动超过第二电流值(为设定值。例如，为额定电流的12倍值)的过电流时，可动芯55会克服第一弹簧70的弹性力和第二弹簧75的弹性力并向固定芯50所处的方向移动。在此，第二电流值大于第一电流值。因此，如图9所示，可动芯55、隔板65以及可动杆60均向固定芯50的方向移动，可动杆60通过推开可动触点28来断开电路。此时，隔板65成为接近固定芯50的状态。

另外，通过使用这种时间延迟特性，能够在设置有多个断路器的地方设定断路器的动作顺序。

虽然对本实用新型提到的优选实施例进行了说明，但是对于本领域普通技术人员而言，在不脱离发明要旨和范围内，能够容易进行各种修正以及变形，这种变更和修正均属于权利要求书的保护范围是不言自明的。

设计图

断路器的跳闸机构论文和设计

断路器的跳闸机构论文和设计-金庆中

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