CN104253001A - 微型断路器 - Google Patents

Abstract

一种微型断路器，其特征在于，所述微型断路器包括扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构和脱扣机构；所述扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构和脱扣机构沿同一轴线设置；所述扭转拉伸双断点灭弧系统包括设置在所述同一轴线上的盘形静触头和盘形动触头；所述连杆传动机构的运动作用于所述盘形动触头，从而使得所述盘形动触头相对于所述盘形静触头同时作旋转和平移运动；在所述脱扣机构的作用下，所述盘形静触头和盘形动触头能处于锁扣状态和脱扣状态。

Description

微型断路器

技术领域

本发明涉及断路器领域，特别涉及一种新型的微型断路器。

背景技术

现有的几乎所有的微型断路器都采用高度相似的拍合式动静触头，这种结构对动静触头的开距有较高要求，否则电弧不容易被充分拉伸，从而抑制了电弧从动静触头到灭弧室的转移。另外正是由于电弧不能被充分拉伸，电弧得不到充分冷却，无法直接将电弧拉断，从而不得不借助灭弧室来帮助熄弧。

其次，现有的微型断路器无法有序地将几个完全不同方向的复合动作在同一个单元中完成，特别是为了完成旋转和平移运动，需要设置不同的传动机构，因此无法得到结构紧凑的构造。

另外，现有的脱扣机构无法在同一个脱扣机构完成不同形式的脱扣，例如手动脱扣、磁脱扣和热脱扣。

还有，现有几乎所有的微型断路架构都采用高度相似的结构，其中的磁脱扣器都是采用圆柱式螺旋结构，这种结构虽然在现有断路器中发挥着重要作用，但它不适用于新型结构的断路器。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺点，本发明的一个方面提供一种微型断路器，所述微型断路器的特征在于包括扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构和脱扣机构；所述扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构和脱扣机构沿同一轴线设置；所述扭转拉伸双断点灭弧系统包括设置在所述同一轴线上的盘形静触头和盘形动触头；所述连杆传动机构的运动作用于所述盘形动触头，从而使得所述盘形动触头相对于所述盘形静触头同时作旋转和平移运动；在所述脱扣机构的作用下，所述盘形静触头和盘形动触头能处于锁扣状态和脱扣状态。

所述盘形动触头设置有动触头平移引导面和动触头旋转引导面。

所述扭转拉伸双断点灭弧系统还包括动触头复位弹簧和动触头主轴。

所述盘形静触头在其直径上设置有彼此相对的成对静触点并且在其中心处设置有静触头通孔。

所述盘形动触头在其直径上设置有彼此相对的且与所述成对静触点相对应的成对动触点，所述盘形动触头设置有动触头通孔，所述动触头主轴穿过该动触头通孔以及该静触头通孔，从而所述盘形动触头可在该动触头主轴上移动和旋转。

所述动触头复位弹簧套设在所述动触头主轴上且可压缩地设置在所述盘形静触头和所述盘形动触头之间。

根据本发明的另一个方面，所述连杆传动机构包括斜锲和连杆机构。

所述斜锲包括斜锲平移配合面和斜锲旋转配合面，所述斜锲平移配合面与所述盘形动触头的动触头平移引导面滑动地配合，同时所述斜锲旋转配合面与所述盘形动触头的动触头旋转引导面滑动地配合，从而在斜锲下降过程中导致所述盘形动触头的推进旋转，也就是所述盘形动触头相对于所述盘形静触头同时作旋转和平移运动。

所述斜锲还包括斜锲通孔，所述动触头主轴能穿过该斜锲通孔；在断路器壳体还设置有斜锲复位弹簧，其施加使得所述斜锲复位的力。

所述连杆机构包括手柄、第二连杆、第三连杆、第四连杆。

所述手柄通过手柄枢转轴可枢转地连接到断路器壳体上，所述手柄上设置有手柄连接孔，通过该手柄连接孔以及设置在其中的枢转转轴，所述手柄与第二连杆的一端和第三连杆的一端可枢转地连接，所述第二连杆的另一端与斜锲上端部可枢转地连接，所述第三连杆的另一端与第四连杆的一端通过另一枢转转轴可枢转地连接，所述第四连杆呈现出具有弯曲部分的细长形状并且通过固定轴可枢转地连接到断路器壳体上，所述第二连杆的所述一端设置有长槽。

当所述手柄朝向“OFF”方向由0度向35度旋转时,所述第二连杆的所述一端虽与所述枢转转轴连接，但由于所述长槽的作用，此时所述枢转转轴只是在所述所述长槽内移动，所述第二连杆没起到任何推拉的作用，而其它连杆都因为所述手柄的转动而跟着一起朝着设计的要求旋转。

当所述手柄以所述手柄枢转轴为圆心由“OFF”向“ON”旋转过程中，所述手柄的底部与所述斜锲上端部由原始的平行紧贴变成夹角越来越大，夹角的变化直接关联于所述锲块的下降程度，同时直接关联于所述盘形动触头的位移数值。

根据本发明的又一个方面，所述脱扣机构包括脱扣部分和力转换部分，其中所述脱扣部分包括齿条复位弹簧、齿条、齿轮中心轴、齿轮和齿轮拨杆，所述力转换部分包括“F”型支架、弹簧型芯和力转换部分弹簧。

在所述盘形动触头中设置有用于容纳齿条复位弹簧和齿条的盘形动触头容纳空间，所述齿条复位弹簧朝向所述盘形动触头的外部对所述齿条施加力，从而所述齿条在盘形动触头容纳空间中线性运动。

所述齿条设置有齿条突出部。

在所述斜锲向下运动过程中，所述斜锲平移配合面接触所述齿条突出部，从而推动所述齿条。

该齿条突出部的外部形状与所述锲块的下止点处的锲块缺口的形状一致，该齿条突出部能够被推进到所述锲块缺口中，从而实现锁扣。

所述齿轮拨杆设置在所述齿轮上，所述齿轮通过所述齿轮中心轴可枢转地连接到所述盘形动触头的固定轴孔。

所述齿轮啮合所述齿条，从而所述齿条的线性运动会导致所述齿轮围绕所述齿轮中心轴的旋转，进而导致所述齿轮拨杆的旋转。

所述力转换部分的“F”型支架设置有用于容纳弹簧型芯的力转换部分通孔。

所述弹簧型芯在其两端之间设置大圆盘，所述力转换部分弹簧设置在所述大圆盘和所述“F”型支架之间，当手柄朝向“OFF”方向由0度向35度旋转时,所述第四连杆的弯曲部分的端部朝着所述的力转换部分中的所述弹簧型芯的大圆盘侧向推去，随即所述弹簧型芯克服所述力转换部分弹簧的作用力平动并且推动所述齿轮拨杆，所述齿轮拨杆的旋转导致所述齿轮旋转，最终通过齿轮与所述齿条的啮合导致所述齿条向后移动完全回退到所述盘形动触头容纳空间中。

根据本发明的再一个方面，所述脱扣机构还包括转换推杆、转换推杆转轴、磁簧线圈和磁铁芯顶杆。

所述磁簧线圈套设在所述磁铁芯顶杆上。

所述转换推杆是通过所述转换推杆转轴可枢转地连接在断路器的外壳上的，当电路发生短路时，所述磁铁芯顶杆在所述转换推杆的磁铁芯推力点处推动紧挨着的所述转换推杆，利用杠杆原理，一旦转换推杆受力便会以转换推杆转轴为圆心直接向力转换部分的所述弹簧型芯推去，从而引发所述弹簧型芯推向所述齿轮拨杆，从而引发脱扣。

根据本发明，所述脱扣机构还包括双金属片和用于固定和调节双金属片的双金属片固定装置，当电路发生过载时，由于电流变大，所述双金属片发生热变形从而在所述转换推杆的热推力点处推动紧挨着的所述转换推杆，利用杠杆原理，受力后的所述转换推杆以所述转换推杆转轴为圆心转动，直接向所述力转换机构的所述弹簧型芯推去，进而所述弹簧型芯推动所述齿轮拨杆，从而引发脱扣。

所述热推力点的位置要比所述磁铁芯推力点的位置更远离所述转换推杆转轴。

最后根据本发明，所述微型断路器还可以包括盘式磁脱扣器，其包括盘状线圈、扼铁、动铁芯、磁簧、脱扣撞杆以及中心支架。

所述扼铁由铁片弯折成大致上呈扁平状的∩形，该扁平状的∩形在其中限定了用于容纳所述盘状线圈的内部空间并且设置有用于容纳所述中心支架的扼铁通孔。

所述盘状线圈由漆包铜线绕成盘状并且被容纳在所述扼铁的内部空间中，其线径和匝数可以根据断路器分断电流和脱扣力大小来决定。

所述磁簧施加的力的大小根据所需要的动铁芯复位力和所需要的脱扣力来选择。

所述中心支架穿过所述盘状线圈的中心并且穿过所述扼铁通孔设置，所述中心支架设置有用于容纳所述动铁芯的内部支架空间，该动铁芯可以在该内部支架空间中线性移动，所述中心支架还设置有中心支架通孔，所述脱扣撞杆穿过该中心支架通孔设置。

所述动铁芯设置有呈阶梯状的动铁芯内部空间，用于容纳所述脱扣撞杆和所述磁簧。

所述磁簧呈螺旋状，其套设在所述脱扣撞杆上并且可压缩的设置在所述动铁芯和所述中心支架内部之间。

所述脱扣撞杆具有脱扣撞杆头部和脱扣撞杆杆部，所述脱扣撞杆头部抵靠在所述中心支架的外部，所述脱扣撞杆杆部穿过所述中心支架通孔设置。

所述扼铁和所述动铁芯均由铁磁材料构成，所述脱扣撞杆由非导磁材料构成，所述磁簧由钢制弹簧构成。

根据本发明的上述架构更加紧凑，内部剩余空间可以用来增加其它功能。断路器可以做成同传统断路器一样的方块外型，也可以做成圆柱形外型。新型架构为提供更大的动静触头和扭转拉伸双断点灭弧系统的空间从而提升断路器的分断能力提供了可能。

该扭转拉伸双断点灭弧系统的显著特点在于双断点结构以及动触头的旋转和平移运动，能够在有限的开距内将电弧拉伸到数倍于开距的长度，从而让电弧充分冷却，增加电弧电压，使得电弧更快熄灭。

本发明在其中一个方面是完全不同于传统设计的创新，它充分利用了齿轮齿条在传动过程中动作的一致性和整体性，同时科学地利用了齿轮齿条在啮合过程中两齿的轮廓曲线的公法线与中心线的垂线所产生的压力角，从而使原始力被极大的放大。这对受空间限制的断路器来说是有着举一反三的创新意义。

另外，为了使各种不同形式的脱扣都能在同一个脱扣机构中完成。在本发明的脱扣机构中还加入一个力转换机构，使产品结构更简捷、更经济。

本发明突破了传统的脱扣机构设计思路，其创新点在于：(1)将齿轮齿条机构引入断路器脱扣机构设计中，实现了力的放大；(2)将手柄操作力转换成了跟该力方向相垂直的触头运动方向，为新型触头的应用奠定了基础。

本发明充分利用了连杆传动机构的巧妙设计和动作部件的推进旋转，先后有序地将几个完全不同方向的复合动作在同一个控制单元中完成，并将手柄的旋转运动转换为垂直方向上的触头运动，从而实现断路器的分闸和合闸功能。

另外，本发明的盘式磁脱扣器的显著特点在于大大缩短了沿运动方向的长度。另外，由于减少了传统磁脱扣器中间的静铁芯，本发明的盘式磁脱扣器在结构上更加简单。进而，由于结构更加紧凑，内部剩余空间可以用来增加其它功能并且运行更加可靠。

经过测试，根据本发明的盘式磁脱扣器，当电流达到300A（RMS）左右时，可以产生2牛顿左右的冲击力和5mm左右的位移。如果增大电流或者调整盘状线圈的直径和匝数，可以产生更大的冲击力，完全可以满足微型断路器磁脱扣的需求。

至此，为了本发明在此的详细描述可以得到更好的理解，以及为了本发明对现有技术的贡献可以更好地被认识到，本公开已经相当广泛地概述了本发明的实施例。当然，本发明的实施方式将在下面进行描述并且将形成所附权利要求的主题。

在这方面，在详细解释本发明的实施例之前，应当理解，本发明在它的应用中并不限制到在下面的描述中提出或者在附图中示出的结构的细节和部件的配置。本发明能够具有除了描述的那些之外的实施例，并能够以不同方式实施和进行。再者，应当理解，在此采用的措辞和术语以及概要是为了描述的目的，不应认为是限定性的。

同样地，本领域技术人员将认识到，本公开所基于的构思可以容易地用作设计其它结构、方法和系统的基础，用于实施本发明的数个目的。因此，重要的是，所附权利要求应当认为包括这样的等效结构，只要它们没有超出本发明的实质和范围。

附图说明

通过下面的附图本领域技术人员将对本发明有更好的理解，并且更能清楚地体现出本发明的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本发明的范围。

图1a,1b示出根据本发明的微型断路器的主要构成部分的示意图；

图2a,2b示出根据本发明的包括微型断路器壳体的微型断路器，其中所述微型断路器壳体大致上是矩形的；

图3a,3b示出根据本发明的包括微型断路器壳体的微型断路器，其中所述微型断路器壳体大致上是圆柱形的；

图4a,4b示出根据本发明的包括微型断路器壳体的微型断路器的简易结构，其中所述微型断路器壳体大致上是圆柱形的；

图5示出根据本发明的盘形静触头和盘形动触头的组合图；

图6a-6c示出根据本发明的盘形动触头的示意图；

图7示出根据本发明的盘形静触头的示意图；

图8a,8b示出根据本发明的斜锲的示意图；

图9a,9b示出根据本发明的盘形动触头在旋转前的示意图，其中示出了动触头平移引导面和动触头旋转引导面；

图10a,10b示出根据本发明的盘形动触头在旋转后的示意图，其中示出了动触头平移引导面和动触头旋转引导面；

图11a,11b示出根据本发明的手柄的零件图；

图12a,12b示出根据本发明的连杆传动机构的示意图；

图13a,13b,14a,14b示出根据本发明的连杆传动机构的动作；

图15a-15d示出根据本发明的斜锲与盘形动触头的相互配合，从而实现了所述盘形动触头相对于所述盘形静触头同时作旋转和平移运动；

图16a,16b示出根据本发明的脱扣部分和力转换部分；

图17a-17c示出根据本发明的锁扣原理；

图18a,18b,19a,19b,20a,20b示出根据本发明的手动脱扣；

图21a,21b示出根据本发明的磁脱扣原理；

图22示出根据本发明的转换推杆和磁铁芯顶杆的布局图；

图23示出根据本发明的转换推杆的零件图；

图24a,24b示出根据本发明的热脱扣原理；

图25a,25b示出根据本发明的盘式磁脱扣器。

具体实施方式

以下将结合附图对根据本发明的优选实施例进行详细说明。通过附图以及相应的文字说明，本领域技术人员将会理解本发明的特点和优势。

图1a,1b示出根据本发明的微型断路器的主要构成部分的示意图；图2a,2b示出根据本发明的包括微型断路器壳体的微型断路器，其中所述微型断路器壳体大致上是矩形的；图3a,3b示出根据本发明的包括微型断路器壳体的微型断路器，其中所述微型断路器壳体大致上是圆柱形的；图4a,4b示出根据本发明的包括微型断路器壳体的微型断路器的简易结构，其中所述微型断路器壳体大致上是圆柱形的。

所述微型断路器包括扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构3和脱扣机构4；所述扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构3和脱扣机构4沿同一轴线设置。

所述扭转拉伸双断点灭弧系统包括设置在所述同一轴线上的盘形静触头1和盘形动触头2；所述连杆传动机构3的运动作用于所述盘形动触头2，从而使得所述盘形动触头2相对于所述盘形静触头1同时作旋转和平移运动；在所述脱扣机构4的作用下，所述盘形静触头1和盘形动触头2能处于锁扣状态和脱扣状态。

本发明的这种结构突破传统微型断路器扁平的内部结构，提出沿同一轴线分布的圆柱形内部结构。这种结构更加紧凑，内部剩余空间可以用来增加其它功能。断路器可以做成与传统断路器一样的方块外型，也可以做成圆柱形外型。新型结构为提供更大的动静触头和灭弧系统的空间，从而提升断路器的分断能力提供了可能。

图5示出根据本发明的盘形静触头和盘形动触头的组合图；图6a-6c示出根据本发明的盘形动触头的示意图；图7示出根据本发明的盘形静触头的示意图。

所述盘形动触头2设置有动触头平移引导面2-2（见图5）和动触头旋转引导面2-3（见图6a-6c）。

所述扭转拉伸双断点灭弧系统还包括动触头复位弹簧2-5和动触头主轴2-4。

所述盘形静触头1在其直径上设置有彼此相对的成对静触点1-1并且在其中心处设置有静触头通孔1-2。

所述盘形动触头2在其直径上设置有彼此相对的且与所述成对静触点1-1相对应的成对动触点2-1，所述盘形动触头2设置有动触头通孔2-6，所述动触头主轴2-4穿过该动触头通孔2-6以及该静触头通孔1-2，从而所述盘形动触头2可在该动触头主轴2-4上移动和旋转。

所述动触头复位弹簧2-5套设在所述动触头主轴2-4上且可压缩地设置在所述盘形静触头1和所述盘形动触头2之间。

本发明的扭转拉伸双断点灭弧系统包括盘形静触头和在同一轴线上做旋转和平移运动的盘形动触头。该灭弧系统的显著特点在于双断点结构以及动触头的旋转平移运动，这能够在有限的开距内将电弧拉伸到数倍于开距的长度，从而让电弧充分冷却，增加电弧电压，使得电弧更快熄灭。

图8a,8b示出根据本发明的斜锲的示意图；图9a,9b示出根据本发明的盘形动触头在旋转前的示意图，其中示出了动触头平移引导面和动触头旋转引导面；图10a,10b示出根据本发明的盘形动触头在旋转后的示意图，其中示出了动触头平移引导面和动触头旋转引导面。

根据本发明的另一个方面，所述连杆传动机构3包括斜锲6和连杆机构7。

所述斜锲6包括斜锲平移配合面6-2和斜锲旋转配合面6-3，该斜锲旋转配合面可以是30度的倾斜面，所述斜锲平移配合面6-2与所述盘形动触头2的动触头平移引导面2-2滑动地配合，同时所述斜锲旋转配合面6-3与所述盘形动触头2的动触头旋转引导面2-3滑动地配合，从而在斜锲6下降过程中导致所述盘形动触头2的推进旋转（图10a,10b示出了旋转30度以后的盘形动触头2），也就是所述盘形动触头2相对于所述盘形静触头1同时作旋转和平移运动。

所述斜锲6还包括斜锲通孔6-1，所述动触头主轴2-4能穿过该斜锲通孔6-1；在断路器壳体5还设置有斜锲复位弹簧6-4（见图12a,12b），其施加使得所述斜锲6复位的力。

图11a,11b示出根据本发明的连杆传动机构的手柄（也就是第一连杆）的零件图；图12a,12b示出根据本发明的连杆传动机构的示意图；图13a,13b,14a,14b示出根据本发明的连杆传动机构的动作。

所述连杆机构7包括手柄7-1、第二连杆7-2、第三连杆7-3、第四连杆7-4。

所述手柄通过手柄枢转轴7-5可枢转地连接到断路器壳体上，所述手柄7-1上设置有手柄连接孔7-6，通过该手柄连接孔7-6以及设置在其中的枢转转轴7-7，所述手柄7-1与第二连杆7-2的一端和第三连杆7-3的一端可枢转地连接，所述第二连杆7-2的另一端与斜锲6上端部可枢转地连接，所述第三连杆7-3的另一端与第四连杆7-4的一端通过另一枢转转轴7-8可枢转地连接，所述第四连杆7-4呈现出具有弯曲部分7-10的细长形状并且通过固定轴7-9可枢转地连接到断路器壳体5上，所述第二连杆7-2的所述一端设置有长槽7-11。

当所述手柄7-1朝向“OFF”方向由0度向35度旋转时,所述第二连杆7-2的所述一端虽与所述枢转转轴7-7连接，但由于所述长槽7-11的作用，此时所述枢转转轴7-7只是在所述长槽7-11内移动，所述第二连杆7-2没起到任何推拉的作用，而其它连杆都因为所述手柄7-1的转动而跟着一起朝着设计的要求旋转。

当所述手柄7-1以所述手柄枢转轴7-5为圆心由“OFF”向“ON”旋转过程中，所述手柄7-1的底部与所述斜锲6上端部由原始的平行紧贴变成夹角越来越大，夹角的变化直接关联于所述锲块6的下降程度，同时直接关联于所述盘形动触头2的位移数值。例如，当所述手柄转到42.5度时，两者形成最大夹角，此时所述锲块6被下压3.6mm，所述盘形动触头2位移2.14mm，形成所述连杆传动机构的首段动作状态（见图13a,13b）。

在完成了上述首段动作以后，所述枢转转轴7-7已从所述第二连杆2的长槽7-11上端部滑移到了长槽的底部，此时所述手柄7-1已直接紧扣第二连杆2，当所述手柄旋转约81度时，所述第二连杆2直接下压所述斜锲6至锁扣位置，在整个传动过程中，所述锲斜总下滑量为10.83mm，所述动触头2在斜锲6的推进下，朝着所述盘形静触头1的方向位移7.2mm，其中0.2mm为超程，这就是本发明传动机构在传动过程中由旋转力转换成垂直力，再由垂直力转换成带旋转的横向推力的演变过程，这是一个结构紧凑，动作简洁，施行可靠的创新机构（见图14a,14b）。

图15a-15d示出根据本发明的斜锲与盘形动触头的相互配合，从而实现了所述盘形动触头相对于所述盘形静触头同时作旋转和平移运动。

如图15a-15d所示，所述斜锲6的所述斜锲平移配合面6-2和所述盘形动触头2的动触头平移引导面2-2不仅它们的斜面角度相同，例如都等于33.26度，而且两者之间始终是紧密相贴的。所述盘形动触头2具有带复合角的旋转面，它与斜锲在旋转过程中是线面接触的，所以摩擦阻力很小，这为盘形动触头的推进和旋转提供了可能。然而，为了确保所述盘形动触头的旋转与所述斜锲动作的一致性和旋转角度的准确性，本发明的所述斜锲6的侧面有一个例如30度的斜锲旋转配合面6-3，当所述斜锲6受力下滑时，会直接施力于所述盘形动触头2的动触头旋转引导面2-3，从而导致与动触头同步旋转和同步推进的效果。所述斜锲6和所述盘形动触头2两者在配合运动中，除了朝着设计的配合轨迹动作外，没有其它自由度可选，这便奠定了旋转合闸、旋转分闸的有效实现。这是本发明的断路器利用复合几何体来同时完成几个复合运动的创新点，它结构简洁、刚性稳定、具有良好的重合性和唯一的锁定效果。

图16a-16b示出根据本发明的脱扣部分和力转换部分；图17a-17c示出根据本发明的锁扣原理。

根据本发明的又一个方面，所述脱扣机构包括脱扣部分8和力转换部分9，其中所述脱扣部分8包括齿条复位弹簧8-1、齿条8-2、齿轮中心轴8-3、齿轮8-4和齿轮拨杆8-5，所述力转换部分9包括“F”型支架、弹簧型芯9-2和力转换部分弹簧9-3。

在所述盘形动触头2中设置有用于容纳齿条复位弹簧8-1和齿条8-2的盘形动触头容纳空间2-7，所述齿条复位弹簧8-1朝向所述盘形动触头2的外部对所述齿条8-2施加力，从而所述齿条8-2在盘形动触头容纳空间2-7中线性运动。

所述齿条8-2设置有齿条突出部8-2-1。

在所述斜锲6向下运动过程中，所述斜锲平移配合面6-2接触所述齿条突出部8-2-1，从而推动所述齿条8-2。

该齿条突出部8-2-1的外部形状与所述锲块6的下止点处的锲块缺口6-5的形状一致，该齿条突出部8-2-1能够被推进到所述锲块缺口6-5中，从而实现锁扣。

所述齿轮拨杆8-5设置在所述齿轮8-4上，所述齿轮8-4通过所述齿轮中心轴8-3可枢转地连接到所述盘形动触头2的固定轴孔2-8。

所述齿轮8-4啮合所述齿条8-2，从而所述齿条8-2的线性运动会导致所述齿轮8-4围绕所述齿轮中心轴8-3的旋转，进而导致所述齿轮拨杆8-5的旋转。

所述力转换部分9的“F”型支架9-1设置有用于容纳弹簧型芯9-2的力转换部分通孔9-4。

所述弹簧型芯9-2在其两端之间设置大圆盘9-5，所述力转换部分弹簧9-3设置在所述大圆盘9-5和所述“F”型支架9-1之间，当手柄7-1朝向“OFF”方向由0度向35度旋转时,所述第四连杆7-4的弯曲部分7-1-的端部朝着所述的力转换部分9中的所述弹簧型芯9-2的大圆盘9-5侧向推去，随即所述弹簧型芯9-2克服所述力转换部分弹簧9-3的作用力平动并且推动所述齿轮拨杆8-5，所述齿轮拨杆8-5的旋转导致所述齿轮8-4旋转，最终通过齿轮8-4与所述齿条8-2的啮合导致所述齿条8-2向后移动完全回退到所述盘形动触头容纳空间2-7中。

关于锁扣，当所述锲块6在外力的作用下由上而下位移至下止点时，此时盘形静动触头紧密闭合，在所述锲块6的下止点有一个和所述齿条突出部8-2-1的形状相一致的锲块缺口6-5，此时所述齿条8-2后端部在所述齿条复位弹簧8-1的作用下朝向所述锲块6的下止点处的锲块缺口6-5方向推去，一直推到所述齿条突出部8-2-1进入锲块缺口6-5，这就是锁扣（见图17a-17c）。

图18a,18b,19a,19b,20a,20b示出根据本发明的手动脱扣的过程。

在所述连杆传动机构中，所述第二连杆7-2在其上段部设置有所述长槽7-11，它的作用是当断路器的所述手柄7-1向“OFF”方向由0度向35度旋转时，所述第二连杆7-2的上端部虽与所述枢转转轴7-7连接，但由于该长槽7-11的作用，此时所述枢转转轴7-7只是在该长槽内移动，所述第二连杆7-2对所述锲块6没起到任何推拉的作用，而其它连杆都因为所述手柄的转动而跟着一起朝着设计的要求旋转。如上面已经所述的那样，当手柄7-1朝向“OFF”方向由0度向35度旋转时,所述第四连杆7-4的弯曲部分7-1-的端部朝着所述的力转换部分9中的所述弹簧型芯9-2的大圆盘9-5侧向推去，随即所述弹簧型芯9-2克服所述力转换部分弹簧9-3的作用力平动并且推动所述齿轮拨杆8-5，所述齿轮拨杆8-5的旋转导致所述齿轮8-4旋转，最终通过齿轮8-4与所述齿条8-2的啮合导致所述齿条8-2向后移动完全回退到所述盘形动触头容纳空间2-7中，这就是手动脱扣。

图21a,21b示出根据本发明的磁脱扣原理；图22示出根据本发明的转换推杆和磁铁芯顶杆的布局图；图23示出根据本发明的转换推杆的零件图。

根据本发明的再一个方面，所述脱扣机构还包括转换推杆10、转换推杆转轴11、磁簧线圈12和磁铁芯顶杆13。

所述磁簧线圈12套设在所述磁铁芯顶杆13上。

所述转换推杆10是通过所述转换推杆转轴11可枢转地连接在断路器的外壳上的，当电路发生短路时，所述磁铁芯顶杆13在所述转换推杆10的磁铁芯推力点10-1处推动紧挨着的所述转换推杆10，利用杠杆原理，一旦转换推杆10受力便会以转换推杆转轴11为圆心直接向力转换部分的所述弹簧型芯9-2推去，从而引发所述弹簧型芯9-2推向所述齿轮拨杆8-5，从而引发磁脱扣。

图24a,24b示出根据本发明的热脱扣原理。

根据本发明，所述脱扣机构还包括双金属片14和用于固定和调节双金属片的双金属片固定装置15，当电路发生过载时，由于电流变大，所述双金属片14发生热变形从而在所述转换推杆10的热推力点10-2处推动紧挨着的所述转换推杆10，利用杠杆原理，受力后的所述转换推杆10以所述转换推杆转轴11为圆心转动，直接向所述力转换机构的所述弹簧型芯9-2推去，进而所述弹簧型芯推动所述齿轮拨杆8-5，从而引发热脱扣。

所述热推力点10-2的位置要比所述磁铁芯推力点10-1的位置更远离所述转换推杆转轴11。

图25a,25b示出根据本发明的盘式磁脱扣器。

最后根据本发明，所述微型断路器还可以包括盘式磁脱扣器16，其包括盘状线圈17、扼铁18、动铁芯19、磁簧20、脱扣撞杆21以及中心支架22。

所述扼铁18由铁片弯折成大致上呈扁平状的∩形，该扁平状的∩形在其中限定了用于容纳所述盘状线圈17的内部空间并且设置有用于容纳所述中心支架的扼铁通孔18-1。

所述盘状线圈17由漆包铜线绕成盘状并且被容纳在所述扼铁的内部空间中，其线径和匝数可以根据断路器分断电流和脱扣力大小来决定。

所述磁簧20施加的力的大小根据所需要的动铁芯复位力和所需要的脱扣力来选择。

所述中心支架22穿过所述盘状线圈的中心并且穿过所述扼铁通孔18-1设置，所述中心支架22设置有用于容纳所述动铁芯19的内部支架空间22-1，该动铁芯19可以在该内部支架空间22-1中线性移动，所述中心支架22还设置有中心支架通孔22-2，所述脱扣撞杆21穿过该中心支架通孔22-2设置。

所述动铁芯19设置有呈阶梯状的动铁芯内部空间19-1，用于容纳所述脱扣撞杆21和所述磁簧20。

所述磁簧20呈螺旋状，其套设在所述脱扣撞杆21上并且可压缩的设置在所述动铁芯19和所述中心支架22内部之间。

所述脱扣撞杆21具有脱扣撞杆头部21-1和脱扣撞杆杆部21-2，所述脱扣撞杆头部21-1抵靠在所述中心支架22的外部，所述脱扣撞杆杆部21-2穿过所述中心支架通孔22-2设置。

所述扼铁18和所述动铁芯19均由铁磁材料构成，所述脱扣撞杆21由诸如塑料或尼龙等的非导磁材料构成，所述磁簧20由钢制弹簧构成。

本发明的盘式磁脱扣器的显著特点在于大大缩短了沿运动方向的长度。另外，由于减少了传统磁脱扣器中间的静铁芯，本发明的盘式磁脱扣器在结构上更加简单。进而，由于结构更加紧凑，内部剩余空间可以用来增加其它功能并且运行更加可靠。

参考具体实施例，尽管本发明已经在说明书和附图中进行了说明，但应当理解，在不脱离权利要求中所限定的本发明范围的情况下，所属技术领域人员可作出多种改变以及多种等同物可替代其中多种元件。而且，本文中具体实施例之间的技术特征、元件和/或功能的组合和搭配是清楚明晰的，因此根据这些所公开的内容，所属技术领域人员能够领会到实施例中的技术特征、元件和/或功能可以视情况被结合到另一个具体实施例中，除非上述内容有另外的描述。此外，根据本发明的教导，在不脱离本发明本质的范围，适应特殊的情形或材料可以作出许多改变。因此，本发明并不限于附图所图解的个别的具体实施例，以及说明书中所描述的作为目前为实施本发明所设想的最佳实施方式的具体实施例，而本发明意旨包括落入上述说明书和所附的权利要求范围内的所有的实施方式。

Claims (25)

1.一种微型断路器，其特征在于，所述微型断路器包括扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构（3）和脱扣机构（4）；

所述扭转拉伸双断点灭弧系统、连杆传动机构（3）和脱扣机构（4）沿同一轴线设置；

所述扭转拉伸双断点灭弧系统包括设置在所述同一轴线上的盘形静触头（1）和盘形动触头（2）；

所述连杆传动机构（3）的运动作用于所述盘形动触头（2），从而使得所述盘形动触头（2）相对于所述盘形静触头（1）同时作旋转和平移运动；

在所述脱扣机构（4）的作用下，所述盘形静触头（1）和盘形动触头（2）能处于锁扣状态和脱扣状态。

2.根据权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，所述盘形动触头（2）设置有动触头平移引导面（2-2）和动触头旋转引导面（2-3）。

3.根据权利要求2所述的微型断路器，其特征在于，所述扭转拉伸双断点灭弧系统还包括动触头复位弹簧（2-5）和动触头主轴（2-4）。

4.根据权利要求3所述的微型断路器，其特征在于，所述盘形静触头（1）在其直径上设置有彼此相对的成对静触点（1-1）并且在其中心处设置有静触头通孔（1-2）。

5.根据权利要求3所述的微型断路器，其特征在于，所述盘形动触头（2）在其直径上设置有彼此相对的且与所述成对静触点（1-1）相对应的成对动触点（2-1），所述盘形动触头（2）设置有动触头通孔（2-6），所述动触头主轴（2-4）穿过该动触头通孔（2-6）以及该静触头通孔（1-2），从而所述盘形动触头（2）能在该动触头主轴（2-4）上移动和旋转。

6.根据权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，所述动触头复位弹簧（2-5）套设在所述动触头主轴（2-4）上且可压缩地设置在所述盘形静触头（1）和所述盘形动触头（2）之间。

7.根据前述权利要求3所述的微型断路器，其特征在于，所述连杆传动机构（3）包括斜锲（6）和连杆机构（7）。

8.根据权利要求7所述的微型断路器，其特征在于，所述斜锲（6）包括斜锲平移配合面（6-2）和斜锲旋转配合面（6-3），所述斜锲平移配合面（6-2）与所述盘形动触头（2）的动触头平移引导面（2-2）滑动地配合，所述斜锲旋转配合面（6-3）与所述盘形动触头（2）的动触头旋转引导面（2-3）滑动地配合，从而在斜锲（6）下降过程中导致所述盘形动触头（2）的推进旋转，也就是所述盘形动触头（2）相对于所述盘形静触头（1）同时作旋转和平移运动。

9.根据前述权利要求7所述的微型断路器，其特征在于，所述斜锲（6）还包括斜锲通孔（6-1），所述动触头主轴（2-4）能穿过该斜锲通孔（6-1）；

在断路器壳体（5）还设置有斜锲复位弹簧（6-4），其施加使得所述斜锲（6）复位的力。

10.根据前述权利要求7所述的微型断路器，其特征在于，所述连杆机构（7）包括手柄（7-1）、第二连杆（7-2）、第三连杆（7-3）、第四连杆（7-4）；

所述手柄通过手柄枢转轴（7-5）可枢转地连接到断路器壳体上，所述手柄（7-1）上设置有手柄连接孔（7-6），通过该手柄连接孔（7-6）以及设置在其中的枢转转轴（7-7），所述手柄（7-1）与第二连杆（7-2）的一端和第三连杆（7-3）的一端可枢转地连接，所述第二连杆（7-2）的另一端与斜锲（6）上端部可枢转地连接，所述第三连杆（7-3）的另一端与第四连杆（7-4）的一端通过另一枢转转轴（7-8）可枢转地连接，所述第四连杆（7-4）呈现出具有弯曲部分（7-10）的细长形状并且通过固定轴（7-9）可枢转地连接到断路器壳体（5）上，所述第二连杆（7-2）的所述一端设置有长槽（7-11）。

11.根据前述权利要求10所述的微型断路器，其特征在于，当所述手柄（7-1）朝向“OFF”方向由0度向35度旋转时,所述第二连杆（7-2）的所述一端虽与所述枢转转轴（7-7）连接，但由于所述长槽（7-11）的作用，此时所述枢转转轴（7-7）只是在所述长槽（7-11）内移动，所述第二连杆（7-2）没起到任何推拉的作用，而其它连杆都因为所述手柄（7-1）的转动而跟着一起朝着设计的要求旋转；

当所述手柄（7-1）以所述手柄枢转轴（7-5）为圆心由“OFF”向“ON”旋转过程中，所述手柄（7-1）的底部与所述斜锲（6）上端部由原始的平行紧贴变成夹角越来越大，夹角的变化直接关联于所述锲块（6）的下降程度，同时直接关联于所述盘形动触头（2）的位移数值。

12.根据前述权利要求10所述的微型断路器，其特征在于，所述脱扣机构包括脱扣部分（8）和力转换部分（9），其中所述脱扣部分（8）包括齿条复位弹簧（8-1）、齿条（8-2）、齿轮中心轴（8-3）、齿轮（8-4）和齿轮拨杆（8-5），所述力转换部分（9）包括“F”型支架（9-1）、弹簧型芯（9-2）和力转换部分弹簧（9-3）。

13.根据前述权利要求12所述的微型断路器，其特征在于，在所述盘形动触头（2）中设置有用于容纳齿条复位弹簧（8-1）和齿条（8-2）的盘形动触头容纳空间（2-7），所述齿条复位弹簧（8-1）朝向所述盘形动触头（2）的外部对所述齿条（8-2）施加力，从而所述齿条（8-2）在盘形动触头容纳空间（2-7）中线性运动。

14.根据前述权利要求13所述的微型断路器，其特征在于，所述齿条（8-2）设置有齿条突出部（8-2-1）；

在所述斜锲（6）向下运动过程中，所述斜锲平移配合面（6-2）接触所述齿条突出部（8-2-1），从而推动所述齿条（8-2）；

该齿条突出部（8-2-1）的外部形状与所述锲块（6）的下止点处的锲块缺口（6-5）的形状一致，该齿条突出部（8-2-1）能够被推进到所述锲块缺口（6-5）中，从而实现锁扣。

15.根据前述权利要求14所述的微型断路器，其特征在于，所述齿轮拨杆（8-5）设置在所述齿轮（8-4）上，所述齿轮（8-4）通过所述齿轮中心轴（8-3）可枢转地连接到所述盘形动触头（2）的固定轴孔（2-8）；

所述齿轮（8-4）啮合所述齿条（8-2），从而所述齿条（8-2）的线性运动会导致所述齿轮（8-4）围绕所述齿轮中心轴（8-3）的旋转，进而导致所述齿轮拨杆（8-5）的旋转。

16.根据前述权利要求15所述的微型断路器，其特征在于，所述力转换部分（9）的“F”型支架（9-1）设置有用于容纳弹簧型芯（9-2）的力转换部分通孔（9-4）；

所述弹簧型芯（9-2）在其两端之间设置大圆盘（9-5），所述力转换部分弹簧（9-3）设置在所述大圆盘（9-5）和所述“F”型支架（9-1）之间，当手柄（7-1）朝向“OFF”方向由0度向35度旋转时,所述第四连杆（7-4）的弯曲部分（7-10）的端部朝着所述的力转换部分（9）中的所述弹簧型芯（9-2）的大圆盘（9-5）侧向推去，随即所述弹簧型芯（9-2）克服所述力转换部分弹簧（9-3）的作用力平动并且推动所述齿轮拨杆（8-5），所述齿轮拨杆（8-5）的旋转导致所述齿轮（8-4）旋转，最终通过齿轮（8-4）与所述齿条（8-2）的啮合导致所述齿条（8-2）向后移动完全回退到所述盘形动触头容纳空间（2-7）中。

17.根据前述权利要求12所述的微型断路器，其特征在于，所述脱扣机构还包括转换推杆（10）、转换推杆转轴（11）、磁簧线圈（12）和磁铁芯顶杆（13）；

所述磁簧线圈（12）套设在所述磁铁芯顶杆（13）上；

所述转换推杆（10）是通过所述转换推杆转轴（11）可枢转地连接在断路器的外壳上的，当电路发生短路时，所述磁铁芯顶杆（13）在所述转换推杆（10）的磁铁芯推力点（10-1）处推动紧挨着的所述转换推杆（10），利用杠杆原理，一旦转换推杆（10）受力便会以转换推杆转轴（11）为圆心直接向力转换部分的所述弹簧型芯（9-2）推去，从而引发所述弹簧型芯（9-2）推向所述齿轮拨杆（8-5），从而引发脱扣。

18.根据前述权利要求17所述的微型断路器，其特征在于，所述脱扣机构还包括双金属片（14）和用于固定和调节双金属片的双金属片固定装置（15），当电路发生过载时，由于电流变大，所述双金属片（14）发生热变形从而在所述转换推杆（10）的热推力点（10-2）处推动紧挨着的所述转换推杆（10），利用杠杆原理，受力后的所述转换推杆（10）以所述转换推杆转轴（11）为圆心转动，直接向所述力转换机构的所述弹簧型芯（9-2）推去，进而所述弹簧型芯（9-2）推动所述齿轮拨杆（8-5），从而引发脱扣。

19.根据前述权利要求18所述的微型断路器，其特征在于，所述热推力点（10-2）的位置要比所述磁铁芯推力点（10-1）的位置更远离所述转换推杆转轴（11）。

20.根据前述权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，所述微型断路器还可以包括盘式磁脱扣器（16），其包括盘状线圈（17）、扼铁（18）、动铁芯（19）、磁簧（20）、脱扣撞杆（21）以及中心支架（22）。

21.根据前述权利要求20所述的微型断路器，其特征在于，所述扼铁（18）由铁片弯折成大致上呈扁平状的∩形，该扁平状的∩形在其中限定了用于容纳所述盘状线圈（17）的内部空间并且设置有用于容纳所述中心支架（22）的扼铁通孔（18-1）。

22.根据前述权利要求21所述的微型断路器，其特征在于，所述盘状线圈（17）由漆包铜线绕成盘状并且被容纳在所述扼铁（18）的内部空间中，其线径和匝数可以根据断路器分断电流和脱扣力大小来决定；

所述磁簧（20）施加的力的大小根据所需要的动铁芯复位力和所需要的脱扣力来选择。

23.根据前述权利要求20所述的微型断路器，其特征在于，所述中心支架（22）穿过所述盘状线圈的中心并且穿过所述扼铁通孔（18-1）设置，所述中心支架（22）设置有用于容纳所述动铁芯（19）的内部支架空间（22-1），该动铁芯（19）可以在该内部支架空间（22-1）中线性移动，所述中心支架（22）还设置有中心支架通孔（22-2），所述脱扣撞杆（21）穿过该中心支架通孔（22-2）设置。

24.根据前述权利要求23所述的微型断路器，其特征在于，所述动铁芯（19）设置有呈阶梯状的动铁芯内部空间（19-1），用于容纳所述脱扣撞杆（21）和所述磁簧（20）；

所述磁簧（20）呈螺旋状，其套设在所述脱扣撞杆（21）上并且可压缩的设置在所述动铁芯（19）和所述中心支架（22）内部之间；

所述脱扣撞杆（21）具有脱扣撞杆头部（21-1）和脱扣撞杆杆部（21-2），所述脱扣撞杆头部（21-1）抵靠在所述中心支架（22）的外部，所述脱扣撞杆杆部（21-2）穿过所述中心支架通孔（22-2）设置。

25.根据前述权利要求20所述的微型断路器，其特征在于，所述扼铁（18）和所述动铁芯（19）均由铁磁材料构成，所述脱扣撞杆（21）由非导磁材料构成，所述磁簧（20）由钢制弹簧构成。