CN103928270B - 小型断路器的操作机构 - Google Patents

Abstract

小型断路器的操作机构，枢转安装在壳体上的手柄通过与连杆的第二端的铰链联接对连杆提供驱动力F，杠杆与跳扣铰链联接，杠杆和锁扣通过复合铰链FJ与壳体联接，杠杆上设有分力槽，连杆的第一端在该分力槽内可来回滑动，跳扣上设有与分力槽共同可对连杆的第一端形成约束的受力槽。连杆的驱动力F受杠杆和跳扣的共同约束分为第一分力F1和第二分力F2，锁扣上设有与跳扣上的跳扣齿可分离式搭接的锁扣齿，通过锁扣齿与跳扣齿的搭接或分离，锁扣实现对杠杆、跳扣和连杆的第一端的整体锁定或解锁，锁扣通过由锁扣齿与跳扣齿搭接形成的搭接点D0提供作用于跳扣上的锁扣力Fs，连杆的驱动力F的第二分力F2通过平衡机构可实现与锁扣力Fs的平衡。

Description

小型断路器的操作机构

技术领域

本发明涉及用于小型断路器的操作机构，可实现小型断路器的闭合，断开及脱扣操作。

背景技术

现有小型断路器作为线路保护的低压电器已得到了广泛的运用，伴随小型断路器的发展，对其的性能要求也越来越高，其中高分断能力和大额定电流是涉及产品市场竞争力的重要性能要求之一。然而，由于更高分断能力和更大的额定电流规格，导致了小型断路器内部的驱动力增大，但另一方面，为了保证断路器动作的稳定性和可靠性，要求断路器动作的脱扣力更小。在现有的小型断路器的操作机构中，普遍采用由手柄、U形杆、杠杆、跳扣、锁扣构成的平面连杆结构，跳扣和锁扣分别与杠杆铰链连接，U形杆的两端分别与手柄和跳扣铰链连接，杠杆弹簧的弹力作用于杆杆。脱扣力是指触动锁扣解锁而致使操作机构脱扣所需的力，确保操作机构可靠脱扣需满足脱扣力大于锁扣作用于跳扣的锁扣力。在操作机构的结构不变的情况下，驱动力的增大必然导致锁扣力的增大，而锁扣力的增大必然要求脱扣力增大，否则不能保证正常脱扣。可见驱动力增大与脱扣力减小是一对矛盾，所以要同时获得驱动力大和脱扣力小的效果，这对断路器的操作机构提出了更高的要求。

现有普遍采用由手柄、U形杆、杠杆、跳扣、锁扣构成的平面连杆结构的优点是结构简单、技术成熟，如名称为“自由脱扣的小型断路器的操作机构”的200820041555号实用新型专利，这种操作机构的工作原理是：在跳扣和锁扣啮合锁定时，跳扣、锁扣和杠杆三者相互制约不能自由运动并由此锁定为一个整体，作用于手柄上的操作力通过U形杆两端的两个铰链传递于所述整体，即由U形杆作用于跳扣的驱动力能传递给杠杆，并且该驱动力能克服杠杆弹簧的弹力驱使杠杆转动以完成合闸操作。在合闸状态下，该驱动力与杠杆弹簧的弹力平衡；当跳扣和锁扣分离解锁时，跳扣和锁扣能相对于杠杆自由转动，由此使跳扣不能向杠杆传递驱动力，由于杠杆上失去了平衡杠杆弹簧的弹力的驱动力，所以杠杆在杠杆弹簧的弹力作用下会回转并执行脱扣跳闸动作。在现有的操作机构中，U形杆的一端套在跳扣上，在机构的脱扣过程中，跳扣始终和U形杆一同转动，而不碰到锁扣，因此限制了跳扣的尺寸，导致跳扣转化力的比例偏小，一旦增大断路器的复位力和触头压力，脱扣力将超出适用范围。显然，现有的操作机构不可能同时获得驱动力大和脱扣力小的效果。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种小型断路器的操作机构，通过整体结构的合理巧妙改进，使连杆对于操作机构的驱动力分散作用于跳扣和杠杆，可以减小跳扣件上所受到的作用力，另一方面使锁扣的锁扣力在跳扣上的力臂加大，而连杆上的驱动力在跳扣上的力臂减小，以大幅度减小锁扣对于跳扣的锁扣力，从而实现在增加操作机构的驱动力的同时，使脱扣机构对于锁扣的脱扣力仍然保持在理想的范围，甚至还可达到大幅度减小脱扣力的效果。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

小型断路器的操作机构，枢转安装在该断路器的壳体上的手柄1通过与连杆2的第二端22的铰链联接对连杆2提供驱动力F，杠杆3与跳扣4铰链联接，杠杆3和锁扣5通过复合铰链FJ与所述壳体联接，该操作机构还包括杠杆弹簧6、跳扣复位弹簧7、锁扣复位弹簧和手柄复位弹簧，其中：所述的杠杆3上设有分力槽31，所述的连杆2的第一端21在该分力槽31内可来回滑动，所述的跳扣4上设有与分力槽31共同可对连杆2的第一端21形成约束的受力槽42；所述连杆2的驱动力F受杠杆3和跳扣4的共同约束分为作用在杠杆3上的第一分力F1和作用在跳扣4上的第二分力F2，所述的锁扣5上设有与跳扣4上的跳扣齿41可分离式搭接的锁扣齿51，通过锁扣齿51与跳扣齿41的搭接或者分离，锁扣5实现对杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21的整体锁定或者解锁，并且，锁扣5通过由锁扣齿51与跳扣齿41搭接形成的搭接点D0提供作用于跳扣4上的锁扣力Fs，所述的连杆2的驱动力F的第二分力F2通过平衡机构可实现与所述的锁扣力Fs的平衡。

另外，优选的结构是，所述的锁扣齿51与跳扣齿41搭接是指分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21形成共同约束，并且分力槽31对连杆2的第一端21的约束力与驱动力F的第一分力F1平衡，受力槽42对连杆2的第一端21的约束力与驱动力F的第二分力F2平衡，第二分力F2与锁扣5作用于跳扣4的锁扣力Fs平衡；所述的锁扣齿51与跳扣齿41分离是指分力槽31和受力槽42对连杆2的第一端21的约束被解除，锁扣5对杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21解除锁定，连杆2的第一端21保留在分力槽31内、并能在分力槽31内滑动。

另外，优选的结构是，所述的平衡机构为力矩平衡机构，包括以跳扣4的铰链轴Z0为转动中心的支点、第二分力F2相对于所述支点Z0的第一力臂L1以及锁扣力Fs相对于所述支点Z0的第二力臂L2，并且第二力臂L2大于第一力臂L1。

另外，优选的结构是，所述的第二分力F2相对于支点Z0的第一力臂L1小于作用在跳扣4上的连杆2的第一端21与跳扣4之间的摩擦力Fm相对于支点Z0的第三力臂L3。

此外，优选的结构是，所述的驱动力F的第二分力F2作用于跳扣4上的力矩大于所述的摩擦力Fm作用于跳扣4上的力矩。

此外，优选的结构是，所述的连杆2的第一端21与跳扣4之间的摩擦力Fm在跳扣4上的第三力臂L3为驱动力F的第二分力F2在跳扣4上的第一力臂L1的3至8倍。

此外，优选的结构是，所述的连杆2的第一端21与跳扣4之间的摩擦系数U＜(L1/L3)。

另外，优选的结构是，所述的复合铰链FJ包括形成在杠杆3上的1个销孔32、形成在锁扣5上的2个同轴孔50和1个插入销孔32和同轴孔50内的销轴，并且所述的销轴与销孔32、同轴孔50转动配合。

进一步可优选的结构是，所述的锁扣力Fs相对于跳扣4上的第二力臂L2为所述的驱动力F的第二分力F2相对于跳扣4上的第一力臂L1的5至10倍。

再者，优选的结构是，所述的跳扣复位弹簧7的两端分别与杠杆3、跳扣4连接，所述的锁扣复位弹簧的两端分别与杠杆3、锁扣5连接，所述的手柄复位弹簧作用于手柄1的弹性力矩Mb的方向、跳扣复位弹簧7作用于跳扣4的弹性力矩Mt的方向与杠杆弹簧6作用于杠杆3的弹性力矩Mg的方向相同，锁扣复位弹簧作用于锁扣5的弹性力矩Ms的方向与杠杆弹簧6作用于杠杆3的弹性力矩Mg的方向相反。

附图说明

图1是本发明的小型断路器的操作机构的整体结构平面示意图。

图2是图1所示的实施例的装配关系立体示意图。

图3是图1所示的实施例的力系分布平面示意图。

图4是图1所示的实施例的各弹簧的弹性力矩分布示意图。

图5至图8分别表示图1所示的操作机构在脱扣过程中各运动件的位置状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至8给出的实施例，进一步说明本发明的小型断路器的操作机构的具体实施方式。本发明的小型断路器的操作机构不限于以下实施例的描述。

参见图1，本发明的小型断路器的操作机构包括手柄1、连杆2、杠杆3、跳扣4、锁扣5、杠杆弹簧6、跳扣复位弹簧7、壳体（图中未示出）、锁扣复位弹簧（图中未示出）和手柄复位弹簧（图中未示出）。手柄1可采用已知的结构枢转安装在小型断路器的壳体上，例如附图1所示的转动副Z1的结构。杠杆3和锁扣5通过图1所示的复合铰链FJ与断路器壳体联接，复合铰链FJ可有多种结构方案，一种优选的复合铰链FJ方案如图2所示，包括形成在杠杆3上的1个销孔32、形成在锁扣5上的2个同轴孔50和1个插入销孔32和同轴孔50内的销轴（图中未示出），销轴的两端分别与壳体连接，销轴与销孔32、同轴孔50转动配合。跳扣4与杠杆3铰链联接，该铰链联接可通过已知的多种结构方案实现，例如图2所示（但不限于）的铰链联接结构，包括分别设置在跳扣4上的第一铰链孔40、设置在杠杆3上的第二铰链孔30和铰链轴Z0，铰链轴Z0插入第一铰链孔40和第二铰链孔30内形成常规安装，并使跳扣4能绕铰链轴Z0这个转动中心转动。参见图2，连杆2的第二端22与图1中的手柄1铰链联接，该铰链联接可采用简单的常规轴孔结构，即通过将连杆2的第二端22直接插入手柄1上的连接孔（图中未示出）实现。本发明的操作机构的特点如图2所示，在杠杆3上设有用于与连杆2的第一端21约束或滑动配合的分力槽31，同时在跳扣4上设有用于与连杆2的第一端21约束或滑动配合的受力槽42，并且，在锁扣5上设有用于与跳扣4上的跳扣齿41搭接配合的锁扣齿51。这里所述的搭接配合是指锁扣齿51与跳扣齿41之间可实现如图1、3、4所示的可分离的搭接，在如图3所示的锁扣齿51与跳扣齿41搭接的状态下，锁扣5通过锁扣齿51与跳扣齿41的搭接配合，向跳扣4施加锁扣力Fs，而在如图5至7所示的锁扣齿51与跳扣齿41的分离的状态下，锁扣5与跳扣4之间不存在力的作用关系。

由于现有断路器的操作机构的U形连杆通过跳扣件中部的通孔连接起来，即U形连杆始终安装在跳扣件中部的通孔中，U形连杆与跳扣件之间采用铰链连接，所以U形连杆受铰链的约束不能脱离跳扣件，这使得用于平衡杠杆弹簧的弹力的U形连杆的驱动力全部作用于跳扣件，即跳扣件上受到的作用力是全部的驱动力。而且，U形连杆与跳扣件之间的铰链（即驱动力作用点）靠近跳扣件与锁扣件之间的啮合处（即脱扣力作用点），即驱动力相对于跳扣件转动支点的力臂与脱扣力相对于跳扣件转动支点的力臂的长短相当，所以所需脱扣力的大小要与驱动力相当，甚至有时存在脱扣力需大于驱动力的问题。针对现有小型断路器操作机构连杆的驱动力全部作用于跳扣件使脱扣力过大的问题，本发明的操作机构通过将分力槽31形成在杠杆3上、并且由该分力槽31和跳扣4上的受力槽对所连接的连杆2的第一端21共同形成约束，完全改变了杠杆3、跳扣4、锁扣5之间整体锁定/解锁的约束配合关系和力的平衡关系，特别是实质性改变了作用于由锁扣齿51与跳扣齿41搭接形成的搭接点D0上的力所形成的力臂，增加了其与锁扣力第二、第三力臂的比例关系，可以大幅度改变驱动力相对于跳扣件转动支点的力臂与脱扣力相对于跳扣件转动支点的力臂这两个力臂的长短比例，于是在增大断路器复位力和触头压力时，既能使随之增大的U形杆对于操作机构的驱动力不完全作用于跳扣，同时可使U形杆作用于跳扣的驱动力相对于跳扣转动支点的力臂，远远小于锁扣作用于跳扣的脱扣力相对于跳扣转动支点的力臂，从而可以实现在增加驱动力的同时减小锁扣作用于脱扣的脱扣力，有效解决了现有技术存在的脱扣力不得不随驱动力增大而增大的问题，使机构的脱扣力仍然保持在理想的范围。

下面参见图1、3、4，具体说明所述的共同约束及其外力平衡是如何实现的。当断路器闭合时，跳扣4和锁扣5搭接在一起，使杠杆3、跳扣4、锁扣5形成一个整体，它们受到的外力为复位弹簧和触头弹簧力，及连杆2给它们的推力，即驱动力F，并且弹簧力与连杆2的推力F形成力矩平衡。连杆2的受力F的方向如图3沿两工作点连线方向，其中右边点同时受到杠杆3和跳扣4两个零件的力，分别为F1和F2，共同构成Ｆ的两个分力。跳扣4受力如图示为Ｆ2和ＦＳ的反方向，其中Ｌ1和Ｌ2的线段分别为Ｆ2和ＦＳ力的力臂，通过力臂大小的转化，Ｆ2×Ｌ1＝ＦＳ×Ｌ2，使ＦＳ的值变小。脱扣方式一般为转动锁扣，使锁扣与跳扣分离，因此，ＦＳ力值的减小即可有效地减小脱扣力。在锁扣齿51与跳扣齿41搭接状态下，杠杆3的分力槽31和跳扣4的受力槽4对连杆2的第一端21形成共同约束，并且杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21被锁扣5整体锁定。这里的共同约束是指分力槽31和受力槽42共同对连杆2的第一端21施加约束力，并且在该约束力的作用下，使连杆2的第一端21不能自由运动。在这种情况下，如图3所示，分力槽31对连杆2的第一端21的约束力与由操作机构的操作力通过连杆2传递而来的驱动力F的第一分力F1平衡，同时受力槽42对连杆2的第一端21的约束力与所述的驱动力F的第二分力F2平衡。其中分力槽31对连杆2的第一端21的约束力是由杠杆弹簧6的弹力通过杠杆3传递而来的，受力槽42对连杆2的第一端21的约束力是由锁扣5的锁扣力Fs通过跳扣4传递而来的，驱动力F的方向和作用点是在图3所示的A—A连线（即过连杆2的第二端22的轴心J2和第一端21的轴心FH的连线的延长线）上，在此共同约束状态下，驱动力F分为作用于分力槽31的第一分力F1和作用于受力槽42的第二分力F2，因此，跳扣4上受到的驱动力不是操作机构的全部的驱动力F，而是驱动力F的分力，即图3所示的第二分力F2。分力槽31对连杆2的第一端21的约束力与驱动力F的第一分力F1平衡，其实质是使分力槽31对连杆2的第一端21的约束力与第一分力F1形成作用力与反作用力的关系，该关系及其作用力的大小可由分力槽31的形状结构决定。受力槽42对连杆2的第一端21的约束力与驱动力F的第二分力F2平衡，其实质也是使受力槽42对连杆2的第一端21的约束力与第二分力F2形成作用力与反作用力的关系，该关系及其作用力的大小可由受力槽42的形状结构决定。由此可进一步理解到，本发明的操作机构可通过改变分力槽31和受力槽42的形状结构，来改变驱动力F作用在跳扣4上的第二分力F2的大小，或者说，通过对分力槽31和受力槽42的形状结构的合理设计，可以使作用在跳扣4上的第二分力F2减小到理想的程度。

参见图3所示应当能理解到，上述的锁扣力Fs的作用点是在跳扣4的跳扣齿41与锁扣齿51的搭接点D0上，而第二分力F2的作用点是在跳扣4的受力槽4与连杆2的第一端21的接触点上。上述的锁扣5通过由锁扣齿51与跳扣齿41搭接形成的搭接点D0作用于跳扣4上的锁扣力Fs，是控制分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21形成共同约束的外部力，它需与第二分力F2平衡，以实现：当锁扣齿51与跳扣齿41搭接时使得分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21形成共同约束；当锁扣齿51与跳扣齿41分离时使得分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21的共同约束被解除。上述的锁扣力Fs与第二分力F2的平衡是通过平衡机构实现的，即通过平衡机构实现第二分力F2与锁扣5作用于跳扣4的锁扣力Fs的平衡。平衡机构的方案可有两种：一种是力平衡机构，另一种是力矩平衡机构。力平衡机构的Fs/F2力比约等于1，也就是说，锁扣力Fs与第二分力F2相当，由于本发明采用了分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21形成共同约束的结构，能实现第二分力F2远小于驱动力F的效果，所以即使在采用力平衡机构的情况下，也能达到在增加操作机构的驱动力的同时，仍然可达到脱扣机构对于锁扣的脱扣力保持在理想的范围的效果。另一种力矩平衡机构的Fs/F2力比可小于1，也就是说，锁扣力Fs可远小于第二分力F2，因此，为进一步减小机构的脱扣力，以实现在增加操作机构的驱动力的同时，还可达到脱扣机构对于锁扣的脱扣力减小的效果，后一种力矩平衡机构是优选的方案。图3所示的平衡机构为力矩平衡机构，参见图3，该平衡机构包括以跳扣4的转动中心为支点的支点Z0、第二分力F2相对于支点Z0的第一力臂L1和锁扣力Fs相对于支点Z0的第二力臂L2，并且第二力臂L2大于第一力臂L1。第一力臂L1和第二力臂L2的取值范围可根据设计需要确定，若从减小锁扣力Fs、优化结构尺寸和保证脱扣可靠性的综合要求出发，取值范围可按以下原则优选：所述的锁扣力Fs在跳扣4上的第二力臂L2为驱动力F的第二分力F2在跳扣4上的第一力臂L1的5至10倍。

参见图4至图8说明操作机构的动作过程，图4所示的操作机构处于合闸的稳定状态，锁扣齿51与跳扣齿41的搭接处于稳定状态，分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21形成共同约束，并且杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21被锁扣5整体锁定。在图4状态下，脱扣机构（图中未示出）驱动跳扣4向逆时针方向转动，到达图5所示的瞬间过渡状态，在此状态，锁扣齿51与跳扣齿41尚未分离，分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21仍形成共同约束，并且杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21仍被锁扣5整体锁定。在图5状态下，脱扣机构继续驱动跳扣4向逆时针方向转动，到达图6所示的锁扣齿51与跳扣齿41分离过程中的瞬间过渡状态，在此状态，锁扣齿51与跳扣齿41分离，分力槽31和受力槽42对于连杆2的第一端21的约束被解除，即受力槽42和分力槽31撤去对连杆2的第一端21的约束力，锁扣5对于杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21解除锁定（即跳扣4和连杆2的第一端21相对于杠杆3能运动），从而使杠杆3在杠杆弹簧6的弹力作用下向逆时针方向转动，连杆2的第一端21保留在分力槽31内并能在分力槽31内滑动，连杆2的第一端21的滑动驱使跳扣4向顺时针方向转动，到达图7所示的锁扣齿51与跳扣齿41分离过程中的下一个瞬间过渡状态。在图7状态下，手柄1在手柄复位弹簧（图中未示出）的弹力作用下向逆时针方向转动，手柄1的转动带动连杆2的第一端21在分力槽31内往回滑动，以使跳扣4在跳扣复位弹簧7的弹力作用下能往回（逆时针方向）转动，锁扣5在锁扣复位弹簧（图中未示出）的弹力作用下往回（顺时针方向）转动，直到图8所示的锁扣齿51与跳扣齿41自动复位到搭接稳定状态。在图7状态下，操作机构处于分闸或跳闸后的稳定状态，此时，连杆2的第二端22的轴心J2和第一端21的轴心FH的连线的延长线转换到手柄1的转动副Z1的转动中心的上面，分力槽31和受力槽4对连杆2的第一端21又形成共同约束，并且杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21又被锁扣5整体锁定。如果在图7所示的分闸状态下扳动手柄1向顺时针方向转动，则由于杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21已被锁扣5整体锁定，所以手柄1的转动能通过连杆2推动杠杆3、跳扣4、锁扣5整体向顺时针方向转动，并使杠杆弹簧6储能，直到连杆2的第二端22的轴心J2和第一端21的轴心FH的连线的延长线转换到手柄1的转动副Z1的转动中心的下面，使操作机构回到图4所示的合闸稳定状态。可见，在锁扣齿51与跳扣齿41分离过程中，分力槽31和受力槽42对于连杆2的第一端21的约束被解除，锁扣5对杠杆3、跳扣4和连杆2的第一端21解除锁定，连杆2的第一端21保留在受力槽42内并能在受力槽42内滑动。

由于连杆2的运动方向为杠杆3的限制面，而跳扣4的运动方向沿自身的转动中心Z0，因此在脱扣的瞬间，杠杆3与跳扣4的接触面会发生相对移动，该相对移动导致产生连杆2的第一端21与跳扣4之间的摩擦力，假如第二分力F2的力臂较小，而摩擦力FM的力臂相对较大，如果摩擦系数过大将会导致操作机构动作速度减慢。从附图3给出的操作机构的实施例的力系分布结构可见，在第二分力F2较小的情况下，有可能会因连杆2的第一端21与跳扣4之间的摩擦力Fm的存在而引起脱扣可靠性下降的问题，本发明对这个问题通过合理设计第二分力F2相对于支点Z0的第一力臂L1、摩擦力Fm相对于支点Z0的第三力臂L3来解决，具体解决方案包括：所述的驱动力F的第二分力F2作用于跳扣4上的力矩应大于所述的摩擦力Fm作用于跳扣4上的力矩。当然，这里所述的力矩都是相对于跳扣4的铰接轴即支点Z0而言的。为了能有效减小第二分力F2，上述的力矩解决方案可转换成下面的力臂解决方案：所述的作用在跳扣4上的第二分力F2相对于支点Z0的第一力臂L1小于作用在跳扣4上的摩擦力Fm相对于支点Z0的第三力臂L3。第一力臂L1、第三力臂L3的取值范围可根据设计需要确定，但从第一力臂L1涉及减小锁扣力Fs、优化结构尺寸的综合要求出发，取值范围可按以下原则优选：所述的连杆2的第一端21与跳扣4之间的摩擦力Fm在跳扣4上的第三力臂L3为驱动力F的第二分力F2在跳扣4上的第一力臂L1的3至8倍。本发明通过改变跳扣4的转动中心，使摩擦力的力臂L3减小，可以达到使可用摩擦系数u增大的效果，同时配合杠杆3的限制面方向，可以灵活地控制脱扣力值保持在可接受范围。由于与摩擦力Fm相关的材料和结构的摩擦系数直接影响摩擦力Fm的大小，所以从合理设计摩擦系数出发，也可形成再一种解决方案，即：所述的连杆2的第一端21与跳扣4之间的摩擦系数U＜(L1/L3)；其中L1为第二分力F2相对于支点Z0的第一力臂，L3为摩擦力Fm相对于支点Z0的第三力臂。本发明通过改变杠杆3上的限制面方向，使F1承受更多的分力，那么作用在跳扣4上的分力F2就会减小。同时，也相应地改变跳扣4工作面的方向，使F2对应的力臂增大，那么摩擦系数的取值范围就可以增加，从而增加了产品的可靠性。同时，由于F2值减小，虽然L1增大，但产生的转矩可保持不变，因此仍可控制脱扣力值保持在可接受范围。

手柄复位弹簧的弹性力矩Mb、跳扣复位弹簧7的弹性力矩Mt、杠杆弹簧6的弹性力矩Mg和锁扣复位弹簧的弹性力矩Ms的作用方向可根据结构布局选择多种具体组合方案，优选的方案是：所述的手柄复位弹簧作用于手柄1的弹性力矩Mb的方向、跳扣复位弹簧7作用于跳扣4的弹性力矩Mt的方向与杠杆弹簧6作用于杠杆3的弹性力矩Mg的方向相同，锁扣复位弹簧作用于锁扣5的弹性力矩Ms的方向与杠杆弹簧6作用于杠杆3的弹性力矩Mg的方向相反。另外，手柄复位弹簧、跳扣复位弹簧7、杠杆弹簧6和锁扣复位弹簧的安装连接结构也可有多种具体结构方案，优选的方案是：所述的手柄复位弹簧的两端分别与手柄1、壳体连接，所述的杠杆弹簧6的两端分别与杠杆3、壳体连接，所述的跳扣复位弹簧7的两端分别与杠杆3、跳扣4连接，所述的锁扣复位弹簧的两端分别与杠杆3、锁扣5连接。

以上所述仅为本发明的推荐实施例，凡依本发明权利要求做出的技术等效变化与修改，皆应视为本发明的涵盖范围之内。

Claims (10)

1.小型断路器的操作机构，其中手柄(1)枢转安装在该断路器的壳体上，手柄(1)通过与连杆(2)的第二端(22)的铰链联接对连杆(2)提供驱动力F，杠杆(3)与跳扣(4)铰链联接，杠杆(3)和锁扣(5)通过复合铰链FJ与所述壳体联接，该操作机构还包括杠杆弹簧(6)、跳扣复位弹簧(7)、锁扣复位弹簧和手柄复位弹簧，其特征在于：

所述的杠杆(3)上设有分力槽(31)，所述的连杆(2)的第一端(21)在该分力槽(31)内可来回滑动，所述的跳扣(4)上设有与分力槽(31)共同可对连杆(2)的第一端(21)形成约束的受力槽(42)；

所述连杆(2)的驱动力F受杠杆(3)和跳扣(4)的共同约束分为作用在杠杆(3)上的第一分力F1和作用在跳扣(4)上的第二分力F2，所述的锁扣(5)上设有与跳扣(4)上的跳扣齿(41)可分离式搭接的锁扣齿(51)，通过锁扣齿(51)与跳扣齿(41)的搭接或者分离，锁扣(5)实现对杠杆(3)、跳扣(4)和连杆(2)的第一端(21)的整体锁定或者解锁，并且，锁扣(5)通过由锁扣齿(51)与跳扣齿(41)搭接形成的搭接点D0提供作用于跳扣(4)上的锁扣力Fs，所述的连杆(2)的驱动力F的第二分力F2通过平衡机构可实现与所述的锁扣力Fs的平衡。

2.根据权利要求1所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：

所述的锁扣齿(51)与跳扣齿(41)搭接是指分力槽(31)和受力槽(42)对连杆(2)的第一端(21)形成共同约束，并且分力槽(31)对连杆(2)的第一端(21)的约束力与驱动力F的第一分力F1平衡，受力槽(42)对连杆(2)的第一端(21)的约束力与驱动力F的第二分力F2平衡，第二分力F2与锁扣(5)作用于跳扣(4)的锁扣力Fs平衡；

所述的锁扣齿(51)与跳扣齿(41)分离是指分力槽(31)和受力槽(42)对连杆(2)的第一端(21)的约束被解除，锁扣(5)对杠杆(3)、跳扣(4)和连杆(2)的第一端(21)解除锁定，连杆(2)的第一端(21)保留在分力槽(31)内、并能在分力槽(31)内滑动。

3.根据权利要求1所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的平衡机构为力矩平衡机构，包括以跳扣(4)的铰链轴Z0为转动中心的支点、第二分力F2相对于所述支点Z0的第一力臂L1以及锁扣力Fs相对于所述支点Z0的第二力臂L2，并且第二力臂L2大于第一力臂L1。

4.根据权利要求1所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的第二分力F2相对于支点Z0的第一力臂L1小于作用在跳扣(4)上的连杆(2)的第一端(21)与跳扣(4)之间的摩擦力Fm相对于支点Z0的第三力臂L3。

5.根据权利要求4所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的驱动力F的第二分力F2作用于跳扣(4)上的力矩大于所述的摩擦力Fm作用于跳扣(4)上的力矩。

6.根据权利要求1所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的复合铰链FJ包括形成在杠杆(3)上的1个销孔(32)、形成在锁扣(5)上的2个同轴孔(50)和1个插入销孔(32)和同轴孔(50)内的销轴，并且所述的销轴与销孔(32)、同轴孔(50)转动配合。

7.根据权利要求1或2所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的锁扣力Fs相对于跳扣(4)上的第二力臂L2为所述的驱动力F的第二分力F2相对于跳扣(4)上的第一力臂L1的5至10倍。

8.根据权利要求4所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的连杆(2)的第一端(21)与跳扣(4)之间的摩擦力Fm在跳扣(4)上的第三力臂L3为驱动力F的第二分力F2在跳扣(4)上的第一力臂L1的3至8倍。

9.根据权利要求4所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的连杆(2)的第一端(21)与跳扣(4)之间的摩擦系数U＜(L1/L3)。

10.根据权利要求1所述的小型断路器的操作机构，其特征在于：所述的跳扣复位弹簧(7)的两端分别与杠杆(3)、跳扣(4)连接，所述的锁扣复位弹簧的两端分别与杠杆(3)、锁扣(5)连接，所述的手柄复位弹簧作用于手柄(1)的弹性力矩Mb的方向、跳扣复位弹簧(7)作用于跳扣(4)的弹性力矩Mt的方向与杠杆弹簧(6)作用于杠杆(3)的弹性力矩Mg的方向相同，锁扣复位弹簧作用于锁扣(5)的弹性力矩Ms的方向与杠杆弹簧(6)作用于杠杆(3)的弹性力矩Mg的方向相反。