CN104282508B - 一种带有脱扣机构的电磁跳闸装置 - Google Patents

Abstract

带有脱扣机构的电磁跳闸装置包括与U型铁芯固定连接的叶片、可翻转地安装在叶片上的板状衔铁、驱使板状衔铁与U型铁芯分离以产生解扣动作的反力弹簧、永磁铁、套装在U型铁芯上的可使板状衔铁与U型铁芯分离脱扣线圈和用于传递脱扣动作的顶杆，脱扣机构包括复位弹簧、基座和通过转动副机构可转动地安装在基座上的锁扣，扣板通过转动副装在基座上，扣板上设有搭扣面、驱动面B以及与顶杆传动配合的传动面A。跳闸弹簧驱使扣板与脱扣机构分离。锁扣的锁扣面与扣板上的搭扣面可实现搭扣/解扣配合，锁扣的弹性传动部可同时与板状衔铁和扣板的驱动面B实现接触/分离配合，复位弹簧可弹力驱使锁扣面与搭扣面实现搭扣，降低了磨损和制造工艺要求。

Description

一种带有脱扣机构的电磁跳闸装置

技术领域

本发明属于低压电器制造领域，具体涉及一种剩余电流动作断路器，特别是剩余电流动作断路器的电磁跳闸装置。

背景技术

剩余电流动作断路器是一种用途广泛的低压电器，而电磁跳闸装置是剩余电流动作断路器的一个重要部件，其功能是在被控制的主电路中出现剩余电流时，由电磁跳闸装置触发剩余电流动作断路器的操作机构跳闸。电磁跳闸装置的基本构造一般包括：一个U形铁芯，该铁芯的两个支臂的末端形成两个同一平面的磁极表面；一个绕轴线转动的板状衔铁，它在电磁跳闸装置的预置位置时压在上述两磁极表面上，以闭合由该铁芯和该板状衔铁构成的磁路；一个上述磁路的永磁铁，以及一个围绕该磁路的脱扣线圈。电磁跳闸装置通常被运用在高灵敏度的场合，其灵敏度及可靠性特性取决于由U形铁芯和板状衔铁所构成的闭合磁回路的磁阻大小，而磁阻大小很大程度上取决于U形铁芯和板状衔铁闭合时的空气间隙。随着电磁跳闸装置的反复工作，U形铁芯和板状衔铁闭合时的空气间隙会由于出现磨损而变得越来越大，从而导致电磁跳闸装置误动作，可靠性下降。

ZL 88104668号中国发明专利公开了一种高灵敏度电磁跳闸装置的制造方法，它具有现有电磁跳闸装置都必须具备的典型结构，这种结构需要衔铁(相当于U形铁芯)的极性表面和闸片(相当于板状衔铁)表面的闭合面经机械抛光工艺达到粗糙系数小于0.5微米，以降低前级的输入能量。由此可见，要想获得高灵敏度和可靠性，衔铁与闸片之间的吸合间隙及其误差必须控制得十分微小和精密。况且，抛光处理后的表面材质硬度会减弱，板状衔铁和U型铁芯的材质均需要高导磁，低剩磁的软磁材料，该材料存在容易磨损的缺点。再者，改善接触表面的粗糙系数，只是提高灵敏度和可靠性所要解决的技术问题的一方面，另一方面，还须解决相关的动作件(主要是板状衔铁)的运动精度对吸合间隙及其误差的影响问题，其中主要涉及板状衔铁的运动精度的获得和保持、板状衔铁的作用力对于接触表面的精密度的破坏两大具体问题。上述现有技术在电磁跳闸装置与断路器的操作机构之间的传动是采用顶杆直接与板状衔铁连接的结构，即顶杆的一端与板状衔铁直接作用并传动驱动力和动作，由于顶杆的另一端与断路器的操作机构传动连接，而该传动具有公知的传动力大、传动不稳定和具有冲击载荷的特性，这一特性对于保持板状衔铁的运动精度构成严重的威胁，同时对板状衔铁和U形铁芯之间的接触表面的精密度造成严重破坏。为此，公告号为CN 1747097的中国发明专利公开了一种电磁跳闸装置，它在重置销钉(相当于顶杆)与叶片(相当于板状衔铁)之间设置了一个缓冲弹簧片，但由于弹簧片是设置在重置销钉与叶片之间的传动件，它在传递力的过程中不能改变力的大小，因此重置销钉的大而不稳定的驱动力仍会对电枢(相当于U形铁芯)与叶片的接触表面造成破坏。而且由于受操作机构的机械要求限定，重置销钉的驱动力的大小及其特性设计无法兼顾叶片的运动精度，因此，上述现有技术由空气间隙的磨损或不稳定而导致电磁跳闸装置误动作、可靠性下降的问题，仍然很突出。此外，由于顶杆跳闸动作的线行程很大，现有技术的顶杆与板状衔铁直接传动的结构中其板状衔铁的翻转动作的行程(角行程)必须设计得很大，否则不能满足跳闸动作的行程要求，而板状衔铁的翻转动作的大行程要求，不仅对于提高板状衔铁的动作精度增加了制造难度，而且还会增加翻转动作对接触表面的冲击程度，使得板状衔铁的动作精度和接触表面容易受损失效。

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带有脱扣机构的电磁跳闸装置，通过在板状衔铁上方增加脱扣机构，可减小板状衔铁的旋转角度和减小磨损，不仅避免了电磁跳闸装置的误动作，而且降低了对生产制造上的工艺要求，节约生产成本。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种带有脱扣机构的电磁跳闸装置，包括固定安装在座盖9上的U型铁芯1、与U型铁芯1固定连接的叶片5、可翻转地安装在叶片5上的板状衔铁2、驱使板状衔铁2与U型铁芯1分离以使电磁跳闸装置产生解扣动作的反力弹簧6、其磁力用于克服反力弹簧6的弹力并驱使板状衔铁2与U型铁芯1保持稳定接触的永磁铁3、套装在U型铁芯1上的脱扣线圈4和用于传递脱扣动作的顶杆14，所述的脱扣线圈4产生的电磁力驱使板状衔铁2与U型铁芯1分离，并且该电磁力和反力弹簧6反力之和大于永磁铁3的磁力，其特征在于，该装置还包括脱扣机构8，它包括复位弹簧13、基座15和通过转动副机构7可转动地安装在基座15上的锁扣10，锁扣10上设有锁扣面10c和弹性缓冲垫10d；扣板12，它通过转动副16可转动地安装在基座15上，扣板12上设有搭扣面12c、驱动面B以及与所述的顶杆14传动配合的传动面A；跳闸弹簧11，其弹力驱使扣板12与脱扣机构8分离，并为所述的顶杆14传递脱扣动作提供驱动力。所述的锁扣10的锁扣面10c与扣板12上的搭扣面12c可实现搭扣/解扣配合，所述的锁扣10的弹性缓冲垫10d可与所述的板状衔铁2和扣板12的驱动面B实现接触/分离配合，所述的复位弹簧13可弹力驱使所述的锁扣10的锁扣面10c与扣板12的搭扣面12c实现搭接扣定。

根据本发明的一种实施方式：所述的扣板12的设置方向与板状衔铁2的设置方向平行，所述的跳闸弹簧11的弹力驱使扣板12与脱扣机构8分离是指驱使扣板12的驱动面B与锁扣10的弹性缓冲垫10d分离。

根据本发明的又一种实施方式：所述的脱扣机构8还包括设置在锁扣10上的限位部10b和设置在基座15上的限位挡17，所述的限位部10b与限位挡17接触阻挡配合，并且由限位挡17与限位部10b的接触配合来限定锁扣10的最大解扣转角J。

根据本发明上述优选实施方式：所述的顶杆14的复位移动驱使扣板12、锁扣10相继回转到原位，使板状衔铁2与U型铁芯1接触，永磁铁3的磁力使板状衔铁2与U型铁芯1保持稳定接触，并且锁扣10上的锁扣面10c转动到与扣板12上的搭扣面12c稳定搭接扣定状态；所述的板状衔铁2与U型铁芯1分离，该分离驱使板状衔铁2转动至最大翻转转角P，该翻转驱使锁扣10转动至所述的最大解扣转角J，使所述的锁扣面10c与搭扣面12c分离解扣，所述扣板12在跳闸弹簧11的弹性脱扣力的作用下转动至最大脱扣转角Q并驱使顶杆14跳闸移动。

根据本发明上述进一步优选实施方式：所述的板状衔铁2的最大翻转转角P在锁扣10处于最大解扣转角J的状态下，由所述的锁扣10的弹性缓冲垫10d与板状衔铁2的接触来限定，并且所述的板状衔铁2的最大翻转转角P小于扣板12的最大脱扣转角Q。

根据本发明的另一种实施方式：所述的弹性缓冲垫10d与板状衔铁2的接触点F位于U型铁芯1的外侧的接触表面G的中心垂直线R—R上。

根据本发明的一种优选实施方式：所述的扣板12的搭扣面12c相对于转动副16的第三力臂L3大于所述的传动面A相对于转动副16的第一力臂L1。

根据本发明的另一种优选实施方式：所述的扣板12的搭扣面12c相对于转动副16的第三力臂L3大于所述的驱动面B相对于转动副16的第二力臂L2。

根据本发明的再一种实施方式：所述的转动副机构7包括设置在基座15上的凸轴E和设置在锁扣10上的转轴孔10a，所述的凸轴E以可转动的方式安装在转轴孔10a内，转轴孔10a与基座15上的凸轴E安装配合。根据进一步的优选实施方式：所述的锁扣10的弹性缓冲垫10d上设有弹性缓冲结构。

本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，巧妙采用了脱扣装置、跳闸弹簧和扣板的结构，革除了顶杆与板状衔铁之间的直接传动连接，并从顶杆的复位动作的驱动力经跳闸弹簧和扣板的缩小和缓冲后再传递给板状衔铁、板状衔铁的脱扣动作的驱动力仅用于脱扣装置的解扣、顶杆的跳闸动作的动力完全由脱扣弹簧提供、以及减小板状衔铁的翻转动作行程、减小和缓解顶杆的复位动作作用于板状衔铁的驱动力和冲击力，隔离顶杆的跳闸动作反作用于板状衔铁的驱动力和冲击力，提高了板状衔铁的运动精度，可有效防止板状衔铁与U型铁芯的接触表面的磨损和遭受破坏，从而显著改善了电磁跳闸装置的动作灵敏度、可靠性和使用寿命。

附图说明

从附图所示实施例的描述中可更清楚地看出本发明的优点和特征，其中：

图1是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置的平面结构示意图，图1中所示的电磁跳闸装置处在扣定状态。

图2是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置处在扣合过程中的一个过渡状态的平面结构示意图，即板状衔铁2刚到达与U型铁芯1接触位置的状态。

图3是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置处在解扣状态的平面结构示意图。

图4是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置中的脱扣机构8、跳闸弹簧11和扣板12的平面结构示意图。

图5是图4的同一视图，其中的局部剖视示出了转动副机构7和转动副16的一种具体实施方式。

图6是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置处在解扣状态下各相关动作件的位置状态的平面结构示意图，其中示出了板状衔铁2转动至最大翻转转角P、扣板12转动至最大脱扣转角Q的状态。

图7是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置中的锁扣10的立体结构示意图。

图8是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置中的扣板12的平面结构示意图。

图9是本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置中的锁扣10的工作原理示意图，图9中示出了锁扣10转动前后的两个位置状态以及锁扣10的最大解扣转角J的状态。

具体实施方式

下面结合图1至图9给出的实施例，进一步说明本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置的具体实施方式。本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置不限于以下实施例的描述。

参见图1、2或图3，本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置包括座盖9、固定安装在座盖9上的U型铁芯1、与U型铁芯1固定连接的叶片5、可翻转地安装在叶片5上的板状衔铁2、用于传递脱扣动作的顶杆14、反力弹簧6、永磁铁3和套装在U型铁芯1上的脱扣线圈4。反力弹簧6的具体结构可采用图1至图3所示的方式，即反力弹簧6为拉簧，其一端与板状衔铁2连接，另一端与基座15连接，具体地说，反力弹簧6的一端挂于叶片5的凹槽，另一端挂于板状衔铁2的空洞中，当然不排除其它的实现方式。反力弹簧6的弹力驱使板状衔铁2与U型铁芯1分离，该分离致使电磁跳闸装置产生解扣动作，永磁铁3的磁力克服反力弹簧6的弹力并驱使板状衔铁2与U型铁芯1保持稳定接触，脱扣线圈4产生的电磁力驱使板状衔铁2与U型铁芯1分离，并且该电磁力大于永磁铁3的磁力。本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置还包括扣板12、跳闸弹簧11和脱扣机构8，扣板12通过转动副16可转动地安装在基座15上，扣板12上设有搭扣面12c、驱动面B以及与顶杆14传动配合的传动面A。跳闸弹簧11的弹力为顶杆14的脱扣动作提供驱动力，并且驱使扣板12与脱扣机构8分离，具体是驱使扣板12的驱动面B与锁扣10的弹性缓冲垫10d分离(结合图1、8)。脱扣机构8包括如图4所示的基座15、复位弹簧13和通过转动副机构7可转动地安装在基座15上的锁扣10，锁扣10上设有锁扣面10c和弹性缓冲垫10d(参见图5)，锁扣面10c与扣板12上的搭扣面12c搭扣/解扣配合，弹性缓冲垫10d能与板状衔铁2和驱动面B接触/分离配合，复位弹簧13弹力驱使锁扣面10c与搭扣面12c搭扣。也就是说，本发明在顶杆14与扣板12之间具有直接传动关系，而在顶杆14与板状衔铁2之间并不具有直接传动关系，即：在以顶杆14的顶出移动为主动源的复位动作过程中，顶杆14的顶出由扣板12驱动，扣板12在跳闸弹簧11的作用下转动，推动顶杆14运动，它不是直接驱动板状衔铁2转动，而是直接驱动锁扣10转动，并且扣板12的驱动锁扣10的驱动力经过了跳闸弹簧11的减小和弹性缓冲，其减小和缓冲的具体量级可以在扣板12和跳闸弹簧11设计中根据确保板状衔铁2的运动精度和接触表面不受损害来确定，或者说，可以完全摆脱顶杆14的复位移动的驱动力制约，以实现最优化。本发明在以板状衔铁2翻转为主动源的脱扣动作过程中，板状衔铁2的驱动力只需驱动锁扣10的解扣转动，或者说，板状衔铁2的驱动力只需满足脱扣机构8的解扣力的需要，无需驱动扣板12的转动，因为扣板12的该转动的动力是由跳闸弹簧11提供的，即跳闸弹簧11为顶杆14提供弹力驱动的脱扣动作是在驱使扣板12与脱扣机构8分离动作的过程中联动实现的，由于脱扣机构8的解扣力可以设计得远小于顶杆14的跳闸驱动力，因此可大幅度提高电磁跳闸装置的动作灵敏度，同时解扣力的减小还可以全面优化电磁跳闸装置的性能，其中包括板状衔铁2的运动精度和接触表面的使用寿命。

板状衔铁2可翻转地安装在叶片5上的具体结构可采用图1至图3所示的方式，即在叶片5上设有一个已知的支点结构，板状衔铁2通过该支点结构可转动地支承并安装在叶片5上，板状衔铁2绕所述的支点转动，使板状衔铁2与U型铁芯1接触/分离配合。在此所述的接触/分离配合是指板状衔铁2与U型铁芯1之间具有接触或分离两种配合，具体就是板状衔铁2的接触表面与U型铁芯1的接触表面之间的接触/分离配合，并通过该配合，使板状衔铁2与U型铁芯1形成环状磁路。应当能理解到：由于板状衔铁2与U型铁芯1均由良导磁材料制成，因此，即使它们处于分离的状态，它们仍都能构成环状磁路，只是在该环状磁路上具有空气隙。在它们处于接触的状态下，该空气隙在理论上为0，但实际上由于接触表面的粗糙度的影响，板状衔铁2与U型铁芯1的两个接触表面之间不可避免地存在大于粗糙系数(如0.5微米)的空气隙。根据电磁学原理可知，所述的空气隙越小，磁路中的磁通致使板状衔铁2与U型铁芯1之间的电磁力(在脱扣过程中所述的电磁力为斥力)越大，从而使板状衔铁2的脱扣致动动作的灵敏越高。如前面申请人所分析的，影响空气隙的因素不仅在于接触表面的粗糙系数，而其还应当在于板状衔铁2的运动精度，而板状衔铁2上所受的驱动力和冲击力越大，则对粗糙系数和运动精度负面影响越大。

本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，由于采用如扣板12、跳闸弹簧11和脱扣机构8等零部件外，还在各动作件之间的连接、配合、联动及传动等结构上进行了优化，这些优化的结构包括：所述的顶杆14的复位移动驱使扣板12回转到原位，该回转驱使锁扣10回转到原位，该回转驱使板状衔铁2与U型铁芯1接触，在板状衔铁2到达与U型铁芯1接触位置的状态下，永磁铁3的磁力驱使板状衔铁2与U型铁芯1保持稳定接触，并且锁扣10上的锁扣面10c转动到与扣板12上的搭扣面12c搭接扣定的位置，锁扣面10c与搭扣面12c的搭接扣定使扣板12稳定在扣定状态。所述的脱扣线圈4的感应电磁力驱使板状衔铁2与U型铁芯1分离，该分离驱使板状衔铁2转动至最大翻转转角P，该翻转驱使锁扣10转动至最大解扣转角J，该转动使锁扣面10c与所述的搭扣面12c分离解扣，该解扣使扣板12在跳闸弹簧11的弹性脱扣力的作用下转动至最大脱扣转角Q，该转动驱使顶杆14跳闸移动。本发明不同于现有技术所采用的新的零部件及新的整体结构具有以下明显的效果：由于现有的电磁跳闸装置(包括上述的ZL 88104668和CN 1747097发明专利在内)中在顶杆与板状衔铁之间都是直接传动的，而直接传动的缺陷是不能实现驱动力的大小转换，而本发明的上述设计方案使得顶杆14的复位动作的驱动力经扣板12和跳闸弹簧11的缩小和缓冲的转换后再传递给板状衔铁2，从而大幅度减小了作用于板状衔铁2的驱动力和冲击力。由于在现有的电磁跳闸装置中顶杆的跳闸动作的动力是由脱扣线圈产生的电磁力和反力弹簧的弹力共同提供的，然而顶杆的跳闸动作的动力受断路器的操作机构(图中未示出)限制不能太小，因此作用于与之直接传动的板状衔铁上的电磁力和弹力偏大，从而也会对所述的粗糙系数和运动精度造成较大的负面影响。而本发明将板状衔铁2的脱扣动作的驱动力仅用于驱动脱扣机构8的锁扣10与扣板12之间的解扣，顶杆14的跳闸动作的动力完全由跳闸弹簧11提供，显然，由于锁扣10与扣板12之间解扣所需的解扣力很小，脱扣线圈4产生的电磁力和反力弹簧6的弹力与顶杆14的跳闸动作的动力无关，因此可在适当减小电磁力和反力弹簧6的弹力的同时，还能提高板状衔铁2的脱扣动作的灵敏度，在不增加永磁铁3的体积的前提下提高永磁铁3磁保持能力及可靠性。而且，由于脱扣线圈4产生的电磁力和反力弹簧6的弹力可适当减小，还可减小作用于板状衔铁2的驱动力和冲击力。在此所述的顶杆14的复位动作是由断路器的操作机构致动的，其驱动力是由断路器的操作机构的复位力决定的。在此所述的顶杆14的跳闸动作是指顶杆14顶出触动断路器的操作机构跳闸的动作，其驱动力是由电磁跳闸装置的扣板12提供的。

参见图4和图5，所述的脱扣机构8的基座15包括第一侧板N、第二侧板M和至少两个连接销C，第一侧板N与第二侧板M平行设置并通过连接销C连接为整体，在第一侧板N与第二侧板M之间设有间隔D，锁扣10、跳闸弹簧11、扣板12和复位弹簧13分别设置在所述的间隔D内。所述的转动副机构7可有多种具体结构方式，一种优选方式是，所述的转动副机构7包括设置在基座15上的凸轴E和设置在锁扣10上的转轴孔10a，凸轴E以可转动的方式安装在转轴孔10a内。跳闸弹簧11可采用多种结构方案，一种优选的方案是，所述的跳闸弹簧11为拉簧，其一端与扣板12连接，拉簧的另一端与基座15上的连接销C连接。跳闸弹簧11与扣板12可简化为一个绕轴转动并带有弹性的零件。转动副16的结构可有多种，一种优选的方案是所述的转动副16包括设置在扣板12上的转轴12b和设置在基座15上的轴孔12a，转轴12b以可转动的方式安装在轴孔12a内。

参见图1至图5，所述的锁扣面10c与扣板12上的搭扣面12c搭扣/解扣配合是指扣板12上的搭扣面12c与锁扣10上的锁扣面10c之间的配合，它包括两种配合状态，一种状态是锁扣面10c与搭扣面12c接触以形成搭接扣定(参见图1所示)，另一种状态是锁扣面10c与搭扣面12c分离以形成分离解扣(参见图1所示)。锁扣面10c与搭扣面12c之间的搭扣配合是由锁扣10的转动控制的。当锁扣10转动到搭接扣定位置时，锁扣面10c与搭扣面12c能搭接扣定，以将扣板12稳定在扣定状态，该状态使断路器的操作机构能保持正常合闸；当在锁扣10转动到分离解扣位置时，锁扣面10c与搭扣面12c不能搭接扣定，从而释放扣板12，以使扣板12能自由转动。锁扣10从搭接扣定位置转动到分离解扣位置的驱动力是由脱扣线圈4的电磁力和反力弹簧6的弹力共同提供的，而锁扣10从分离解扣位置转动到搭接扣定位置的驱动力主要是由顶杆14的复位动作的驱动力提供的。在分离解扣位置转换到搭接扣定位置的过程中，为了确保永磁铁3对于板状衔铁2的可靠吸合并保持，同时便于安装调试，可在结构上提供允许搭扣/解扣配合出现如图2的过渡状态的尺寸链，该状态就是扣板12与弹性缓冲垫10d接触、弹性缓冲垫10d与板状衔铁2接触、板状衔铁2的接触表面与U型铁芯1的接触表面接触、锁扣10已转动到搭接扣定位置但锁扣面10c与搭扣面12c仍分离，该过渡状态是一个瞬间状态，在跳闸弹簧11的弹力作用下，扣板12会自动转动到图1所示的搭接扣定状态。由此可见，如果不采用图5所示的复位弹簧13，则由顶杆14的复位动作驱动的扣板12也能驱使锁扣10转动到搭接扣定位置，或者说，也能实现锁扣10在搭接扣定位置与分离解扣位置之间转换，但是，为了防止锁扣10由非正常因素(如震动、安装位置不合适)导致的误解扣，确保锁扣10在搭接扣定位置与分离解扣位置之间转换的可靠性，采用复位弹簧13是需要的，因此，如果省略复位弹簧13，复位弹簧13的复位作用也可通过锁扣10增加带有弹性变化的尾翼来实现，下面将详细描述。复位弹簧13的具体结构可有多种，一种优选的方案如图1、2、3和5所示，所述的复位弹簧13为扭簧，它套装在基座15的连接销C上，复位弹簧13的一端与扣板12连接，扭簧的另一端与基座15连接。本发明采用弹簧的方式是为了便于调节，提高生产的稳定性。

锁扣10的具体结构可有多种形式，一种优选的形式如图1至7所示，所述的锁扣10上设有转轴孔10a、限位部10b、锁扣面10c和弹性缓冲垫10d，转轴孔10a与基座15上的凸轴E安装配合，限位部10b与基座15上的限位挡17接触阻挡配合，锁扣面10c与扣板12上的搭扣面12c搭扣/解扣配合，弹性缓冲垫10d与板状衔铁2和扣板12接触/分离配合。为了进一步增强缓冲效果，一种可选择采用的方案是，所述的锁扣10的弹性缓冲垫10d设有弹性缓冲结构，这种结构包括但不限于以下形式：弹性缓冲垫10d采用具有良好的弹性变形特性的材料；弹性缓冲垫10d上设置具有良好的弹性变形特性的垫块结构；弹性缓冲垫10d采用利于弹性变形的形状结构。

参见图1、2、3、6、7和9，为了减小板状衔铁2的翻转动作的行程(即图6所示的最大翻转转角P)，以进一步降低板状衔铁2及其翻转机构的精密加工难度，提高板状衔铁2的动作精度，减小翻转动作对接触表面的冲击影响，一种可选择采用的优选方案是，所述的脱扣机构8还包括设置在锁扣10上的限位部10b和设置在基座15上的限位挡17，并且由限位挡17与限位部10b的接触配合来限定锁扣10的最大解扣转角J(见图9)。为了通过限定锁扣10的最大解扣转角J来实现对板状衔铁2的最大翻转转角P的限定，进一步可选择采用的优选方案是，在锁扣10处于最大解扣转角J的状态下，由锁扣10的弹性缓冲垫10d与板状衔铁2的接触来限定板状衔铁2的最大翻转转角P，并且最大翻转转角P小于扣板12的最大脱扣转角Q(见图6)，也就是说，在锁扣10上的限位部10b与基座15上的限位挡17接触时，锁扣10上的弹性缓冲垫10d仍与板状衔铁2保持接触，以阻挡板状衔铁2的继续翻转，而扣板12由于解扣后不受锁扣10的约束，所以它可在跳闸弹簧11的弹力作用下脱离锁扣10而继续转动(图6所示的顺时针转动)，直到达到最大脱扣转角Q。应当能理解到，扣板12的最大脱扣转角Q的大小是根据顶杆14的跳闸动作的行程要求设定的，最大脱扣转角Q的限定结构可用已知的方式，如在基座15上设置一个与扣板12阻挡配合的凸块(图中未示出)，或者利用顶杆14的行程限定结构(图中未示出)。

为了进一步改善脱扣机构8的力系结构，尽可能减小脱扣机构8的解扣力，尽可能降低顶杆14对于脱扣机构8的残余冲击影响，以延缓板状衔铁2的动作精度和接触表面精度的失效速度，提高电磁跳闸装置的动作灵敏度和可靠性，一种优选的结构如图8所示，所述的扣板12的搭扣面12c相对于转动副16的第三力臂L3大于扣板12的传动面A相对于转动副16的第一力臂L1，所述的扣板12的搭扣面12c相对于转动副16的第三力臂L3大于扣板12的驱动面B相对于转动副16的第二力臂L2。为了达到同样的目的，另一种优选的方案如图6所示，所述的弹性缓冲垫10d与板状衔铁2的接触点F位于U型铁芯1的外侧的接触表面G的中心垂直线R—R上。

下面结合图1至图9，通过进一步说明本发明的带有脱扣机构的电磁跳闸装置的操作过程来更好地理解本发明设计的特点和优势。

断路器操作机构控制电磁跳闸装置扣定的过程：

在图3所示状态下，断路器操作机构的复位动作驱动顶杆14的复位动作(向下移动)，该动作通过扣板12的传动面A驱使扣板12转动(向逆时针转动)，该转动通过扣板12的驱动面B和锁扣10的弹性缓冲垫10d驱使锁扣10转动(向顺时针转动)，该转动通过所述的弹性缓冲垫10d驱使板状衔铁2与U型铁芯1接触，在板状衔铁2到达与U型铁芯1接触位置的状态下(图2所示状态)，永磁铁3的磁力驱使板状衔铁2与U型铁芯1保持稳定接触，锁扣面10c跟随锁扣10转动到与扣板12上的搭扣面12c搭接扣定的位置，顶杆14与扣板12之间的配合间隙使得扣板12可往回转动(向顺时针转动)一个微小角度，直到搭扣面12c与锁扣面10c搭接扣定，并使扣板12稳定在图1所示扣定状态。

脱扣线圈4控制电磁跳闸装置解扣的过程：

在图1所示状态下，脱扣线圈4的感应电磁力驱使板状衔铁2与U型铁芯1分离，该分离驱使板状衔铁2转动(向顺时针转动)，该转动通过所述的弹性缓冲垫10d驱使锁扣10转动(向逆时针转动)，该转动使所述的锁扣面10c与所述的搭扣面12c分离解扣，该解扣使扣板12在跳闸弹簧11的弹性脱扣力的作用下转动，该转动驱使顶杆14跳闸移动(向顺时针转动)，直到图3所示的状态，扣板12和板状衔铁2在各自的限位结构(图中未示出)的作用下，转动到图3所示的位置。

从以上操作过程可看出本发明具有以下特点和优异效果：顶杆14只有与扣板12具有直接传动关系，而与板状衔铁2(包括固定在板状衔铁2上的其它构件)无直接传动关系，即；顶杆14与板状衔铁2之间的传动不是直接传动，而是通过跳闸弹簧11、扣板12传动，顶杆14的复位动作的驱动力经跳闸弹簧11、扣板12缩小和缓冲转换后再传递给板状衔铁2，顶杆14的复位动作的驱动力驱动扣板12转动必须克服跳闸弹簧11的弹力，也就是说，扣板12通过锁扣10的弹性缓冲垫10d作用于板状衔铁2的作用力，仅是复位动作的驱动力减去跳闸弹簧11的弹力后的余力，并且，扣板12通过锁扣10的弹性缓冲垫10d作用于板状衔铁2的作用力经过了跳闸弹簧11的弹力的缓冲。而且，板状衔铁2的脱扣动作的驱动力仅用于驱动脱扣机构8的锁扣10与扣板12之间的解扣，也就是说，在如图1所示的在搭接扣定的稳定状态下，作用于板状衔铁2上的作用力只有反力弹簧6的弹力、永磁铁3的磁力和U型铁芯1的接触力。当脱扣线圈4的电磁力致使板状衔铁2翻转脱扣时，板状衔铁2的脱扣动作的驱动力为公知的脱扣线圈4的电磁力与反力弹簧6弹力的合力，该合力仅用于驱使锁扣10转动，以使锁扣10与扣板12之间的解扣，无需驱动扣板12的转动。事实上，由于板状衔铁2翻转的最大翻转转角P(见图6)远远小于扣板12在跳闸弹簧11的弹力驱动下需转过的最大脱扣转角Q(见图6)，顶杆14的跳闸动作的动力完全由跳闸弹簧11提供。可见由于在顶杆14输出跳闸动作的过程中，板状衔铁2与扣板12之间是完全分离的，而且二者之间不存在力或动作的传递关系，因此顶杆14的跳闸动作反作用于板状衔铁的驱动力和冲击力被有效隔离，即，断路器操作机构对于顶杆14的反作用力、反冲击力不会传递给板状衔铁2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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)

1.一种带有脱扣机构的电磁跳闸装置，包括固定安装在座盖(9)上的U型铁芯(1)、与U型铁芯(1)固定连接的叶片(5)、可翻转地安装在叶片(5)上的板状衔铁(2)、驱使板状衔铁(2)与U型铁芯(1)分离以使电磁跳闸装置产生解扣动作的反力弹簧(6)、其磁力用于克服反力弹簧(6)的弹力并驱使板状衔铁(2)与U型铁芯(1)保持稳定接触的永磁铁(3)、套装在U型铁芯(1)上的脱扣线圈(4)和用于传递脱扣动作的顶杆(14)，所述的脱扣线圈(4)产生的电磁力驱使板状衔铁(2)与U型铁芯(1)分离，并且该电磁力和弹簧反力之和大于永磁铁(3)的磁力，其特征在于，该装置还包括：

脱扣机构(8)，它包括复位弹簧(13)、基座(15)和通过转动副机构(7)可转动地安装在基座(15)上的锁扣(10)，锁扣(10)上设有锁扣面(10c)和弹性缓冲垫(10d)；

扣板(12)，它通过转动副(16)可转动地安装在基座(15)上，扣板(12)上设有搭扣面(12c)、驱动面B以及与所述的顶杆(14)传动配合的传动面A；

跳闸弹簧(11)，其弹力驱使扣板(12)与脱扣机构(8)分离，并为所述的顶杆(14)传递脱扣动作提供驱动力；

所述的锁扣(10)的锁扣面(10c)与扣板(12)上的搭扣面(12c)可实现搭扣/解扣配合，所述的锁扣(10)的弹性缓冲垫(10d)可与所述的板状衔铁(2)和扣板(12)的驱动面B实现接触/分离配合，所述的复位弹簧(13)可弹力驱使所述的锁扣(10)的锁扣面(10c)与扣板(12)的搭扣面(12c)实现搭接扣定。

2.根据权利要求1所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的扣板(12)的设置方向与板状衔铁(2)的设置方向平行，所述的跳闸弹簧(11)的弹力驱使扣板(12)与脱扣机构(8)分离是指驱使扣板(12)的驱动面B与锁扣(10)的弹性缓冲垫(10d)分离。

3.根据权利要求1所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的脱扣机构(8)还包括设置在锁扣(10)上的限位部(10b)和设置在基座(15)上的限位挡(17)，所述的限位部(10b)与限位挡(17)接触阻挡配合，并且由限位挡(17)与限位部(10b)的接触配合来限定锁扣(10)的最大解扣转角J。

4.根据权利要求3所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：

所述的顶杆(14)的复位移动驱使扣板(12)、锁扣(10)相继回转到原位，使板状衔铁(2)与U型铁芯(1)接触，永磁铁(3)的磁力使板状衔铁(2)与U型铁芯(1)保持稳定接触，并且锁扣(10)上的锁扣面(10c)转动到与扣板(12)上的搭扣面(12c)稳定搭接扣定状态；

所述的板状衔铁(2)与U型铁芯(1)分离，该分离驱使板状衔铁(2)转动至最大翻转转角P，该翻转驱使锁扣(10)转动至所述的最大解扣转角J，使所述的锁扣面(10c)与搭扣面(12c)分离解扣，所述扣板(12)在跳闸弹簧(11)的弹性脱扣力的作用下转动至最大脱扣转角Q并驱使顶杆(14)跳闸移动。

5.根据权利要求4所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的板状衔铁(2)的最大翻转转角P在锁扣(10)处于最大解扣转角J的状态下，由所述的锁扣(10)的弹性缓冲垫(10d)与板状衔铁(2)的接触来限定，并且所述的板状衔铁(2)的最大翻转转角P小于扣板(12)的最大脱扣转角Q。

6.根据权利要求1所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的弹性缓冲垫(10d)与板状衔铁(2)的接触点F位于U型铁芯(1)的外侧的接触表面G的中心垂直线R—R上。

7.根据权利要求1所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的扣板(12)的搭扣面(12c)相对于转动副(16)的第三力臂L3大于所述的传动面A相对于转动副(16)的第一力臂L1。

8.根据权利要求1所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的扣板(12)的搭扣面(12c)相对于转动副(16)的第三力臂L3大于所述的驱动面B相对于转动副(16)的第二力臂L2。

9.根据权利要求1所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的转动副机构(7)包括设置在基座(15)上的凸轴E和设置在锁扣(10)上的转轴孔(10a)，所述的凸轴E以可转动的方式安装在转轴孔(10a)内，转轴孔(10a)与基座(15)上的凸轴E安装配合。

10.根据权利要求1所述的带有脱扣机构的电磁跳闸装置，其特征在于：所述的锁扣(10)的弹性缓冲垫(10d)上设有弹性缓冲结构。