CN107591295B - 合闸机构及使用该合闸机构的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器，其技术方案要点是,包括套筒、合闸手柄、驱动合闸手柄转动的合闸驱动机构、给合闸驱动机构提供动力的旋转驱动装置，合闸驱动机构包括套设滑移至套筒上用于抵触至合闸手柄上的顶杆、位于套筒内将旋转驱动装置的转动输出转化为顶杆线性滑移的联动机构。联动机构包括与旋转驱动装置联动的丝杆、套设至丝杆外圈的螺母，顶杆固定至螺母上随螺母转动作轴向直线运动，采用丝杆螺母副转动，丝杆螺母及顶杆即可完成电机旋转的转化，传动高效，转化动能效率高，传动精度高，另外，丝杆螺母副及顶杆均设于套筒内，为单独的一个部件，均可轴向套设联动，与蜗轮蜗杆机构相比，占用体积更小，产品的宽度进一步缩小。

Description

合闸机构及使用该合闸机构的断路器

技术领域

本发明涉及低压电气设备技术领域，特别涉及一种合闸机构及使用该合闸机构的断路器。

背景技术

目前，在断路器设备中采用的自动合闸装置是由电动机驱动。通过齿轮减速获得的大的力矩实现了微型断路器或漏电断路器的合闸操作。

公开号为CN102969209A的中国专利公开了一种自动重合闸传动机构，包括本体，传动机构由一组蜗杆齿轮、联动件、驱动器、磁性元件以及控制电路板组成，所述的传动机构位于本体内，本体内设置有安装轴、驱动槽、开关和蜗杆槽，所述的涡轮与联动件安装在安装轴上活动配合，驱动器置于驱动槽中，驱动器的驱动轴设置为半圆形驱动轴，蜗杆一端为中空的半圆形孔与半圆形电机轴套接，另一端设置有一凸起，凸起置于蜗杆槽中成型的配合内凹处，蜗杆与涡轮齿啮合，所述的涡轮上设有两个限位凸台及半圆形凹槽，限位凸台分别位于半圆形凹槽两端，限位凸台带动联动件两个方向传动，控制其断路器的闭合或断开，相对应的断开或闭合，涡轮转动向其相反向转动相同圈数，恢复初始位置，该方案中采用的是蜗轮蜗杆机构的传动形式，蜗杆的轴线方向的外侧需与蜗轮的外圈相切，蜗杆由电机的转动输出转化至蜗轮的转动，由蜗轮的转动带动断路器的开关旋转，由于蜗杆转化至蜗轮上的传动比低，因此，电机所要输出的转速要高，才能保证蜗轮所需转速，从而使蜗轮带动断路器的开关转动，蜗轮在转动推动断路器开关时，电机所需输出的转动还必须保证推动断路器的开关的力，则需进一步的提升转速，才能满足开合闸的动作。

发明内容

本发明的一目的是提供一种合闸机构，其具有传动高效，转化动能效率高，传动精度高的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种合闸机构，包括合闸手柄、驱动合闸手柄转动的合闸驱动机构、给合闸驱动机构提供动力的旋转驱动装置，还包括套筒，合闸驱动机构、旋转驱动装置安装至套筒内，所述合闸驱动机构包括套设滑移至套筒上用于抵触至合闸手柄上的顶杆、位于套筒内将旋转驱动装置的转动输出转化为顶杆线性滑移的联动机构。

如此设置，通过联动机构，可以直接将旋转驱动装置输出的旋转转化为顶杆的直线输出，顶杆可以直接上顶，用于推动断路器的开关，也就是合闸手柄，旋转驱动装置输出的旋转直接转化为推动合闸手柄的驱动力，该推动力为直线驱动，与现有中的旋转推出相比，直线推出可以得到最大的驱动惯性，顶出的力大，旋转驱动则受到限制。

进一步设置：所述联动机构包括与旋转驱动装置联动的丝杆、套设至丝杆外圈的螺母，顶杆固定至螺母上随螺母转动作轴向直线运动。

如此设置，丝杆和螺母的传动形式的传动比要优于现有技术中的蜗轮蜗杆，在传动过程中，不损失旋转驱动装置输出的转速。

进一步设置：所述螺母的外圈设有呈螺旋的凸轮槽，套筒上设有与嵌设至凸轮槽内的滚轮组件。

如此设置，通过凸轮槽与滚轮组件相互引导配合，顶杆在顶出的时候稳定性好。

进一步设置：所述螺母的凸轮槽沿轴线方向一端具有供滚轮嵌设的入口，另一端为呈封闭设置，凸轮槽的入口朝向螺母一侧设置。

如此设置，凸轮槽的尾部是封闭的，滚动组件在滚动至尾部的时候，进行限位，限制顶杆的运动行程，起到保护作用。

进一步设置：所述滚轮组件对称分布于套筒的两侧，凸轮槽位于螺母上分布有两条且呈对称设置，两条凸轮槽螺旋方向相同。

如此设置，改进后的双凸轮槽与双滚轮组件配合，具有两个受力点，在上升和下降的过程中，顶杆的轴心始终保持竖直，传动平稳、磨损小、效率高。

进一步设置：所述顶杆与螺母之间设有端面轴承，端面轴承沿顶杆顶出方向位于滚轮组件的后侧。

如此设置，端面轴承使顶杆在顶出时，保持轴向滑移，无需更随螺母转动，结构合理。

进一步设置：所述顶杆内部呈空心设置。

如此设置，顶杆内部空心，重量轻，顶出更为方便，所需的动力小，节能。

进一步设置：所述的旋转驱动装置为微型力矩电机。

如此设置，力矩电机保证在顶出完毕，负载增加到一定数值的时候，停止输出转速，安全性好。

进一步设置：所述微型力矩电机的输出轴与丝杆之前设有联轴器。

如此设置，联轴器提高轴系动态性能，补偿丝杆与电机的输出轴的径向、角向和轴向偏差。

本发明的另一目的是提供一种断路器，其具有实现自动开合闸，开合闸效率高的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种断路器，带有上述的合闸机构，合闸机构的合闸驱动机构呈倾斜设置，合闸驱动机构的驱动路径落于合闸手柄的旋转路径上。

综上所述，本发明具有以下有益效果：采用丝杆螺母副转动，丝杆螺母及顶杆即可完成电机旋转的转化，传动高效，转化动能效率高，传动精度高，另外，丝杆螺母副及顶杆均设于套筒内，为单独的一个部件，均可轴向套设联动，与蜗轮蜗杆机构相比，占用体积更小，产品的宽度进一步缩小。

附图说明

图1是实施例1结构示意图；

图2是实施例2结构示意图；

图3是实施例2中螺母的凸轮槽的结构示意图；

图4是实施例3结构示意图。

图中，1、合闸手柄；2、合闸机构；3、顶杆；4、上衬套；5、上套筒；6、滚轮组件；7、滚珠丝杆副；71、螺母；72、丝杆；8、下衬套；9、中套筒；10、联动机构；11、下套筒；12、凸轮槽；121、入口；13、联轴器；14、旋转驱动装置；15、端面轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种合闸机构，如图1所示，包括套筒，套筒包括分体设置的上套筒5、中套筒9和下套筒11，各套筒之间通过螺栓固定在一起。

合闸机构2还包括转动连接至断路器壳体上的合闸手柄1、固定至壳体内壁上用于驱动合闸手柄1转动的合闸驱动机构、给合闸驱动机构提供动力的旋转驱动装置14，旋转驱动装置14优选为微型力矩电机，微型力矩电机固定在下套筒11上。

合闸驱动机构包括滑移至套筒内用于抵触至合闸手柄1上的顶杆3、位于套筒内将旋转驱动装置14的转动输出转化为顶杆3线性滑移的联动机构10，顶杆3固定至上套筒5上，联动机构10位于中套筒9内，该实施例中，各部件采用金属材料制成，且顶杆3内部呈空心设置。

上述的联动机构10包括与旋转驱动装置14联动的丝杆72、套设至丝杆72外圈的螺母71，微型力矩电机的输出轴与丝杆72之前设有联轴器13，保证与丝杆72联动，顶杆3固定至螺母71上，丝杆72将电机的旋转运动转化为螺母71的线性运动，顶杆3固定至螺母71上随螺母71转动作轴向直线运动。

上述方案的工作原理是，电机输出旋转，通过联轴器13联动丝杆72转动，丝杆72转动转化为螺母71的线性运动，并由螺母71带动顶杆3线性运动，从而推动断路器合闸手柄1实现断路器合闸操作，电机反转则复位。需要说明的是，螺母71在转化至线性运动的过程中，自身是处于转动的，在顶杆3与螺母71之间设有端面轴承15，端面轴承15保证顶杆3在顶出时，自身不旋转，保证推出的稳定性。

实施例2，一种合闸机构，与实施例1的不同之处在于，如图2所示，螺母71的外圈设有呈螺旋的凸轮槽12，套筒上设有与嵌设至凸轮槽12内的滚轮组件6，滚轮组件6设于中套筒9上，端面轴承15位于中套筒9和上套筒5之间，沿顶杆3顶出方向为滚轮组件6的后侧。螺母71需要同时旋转及其轴向运动，在螺母71外圈增加凸轮槽12，通过滚轮组件6相互引导配合传动，稳定性更好。

如图3所示，螺母71的凸轮槽12沿轴线方向一端具有供滚轮嵌设的入口121，另一端为呈封闭设置，凸轮槽12的入口121朝向螺母71一侧设置。凸轮槽12的尾部是封闭的，滚动组件在滚动至尾部的时候，进行限位，限制顶杆3的运动行程，起到保护作用。

滚轮组件6对称分布于套筒的两侧，凸轮槽12位于螺母71上分布有两条且呈对称设置，两条凸轮槽12螺旋方向相同。改进后的双凸轮槽12与双滚轮组件6配合，具有两个受力点，在上升和下降的过程中，顶杆3的轴心始终保持竖直，传动平稳、磨损小、效率高。

实施例3：一种断路器，如图4所示，包括实施例1或实施例2，包括壳体，合闸机构2的合闸驱动机构位于壳体内部上呈倾斜设置，合闸驱动机构的驱动路径落于合闸手柄1的旋转路径上，保证顶杆3在推出时，作用至合闸手柄1上。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种合闸机构，包括合闸手柄（1）、驱动合闸手柄（1）转动的合闸驱动机构、给合闸驱动机构提供动力的旋转驱动装置（14），其特征在于：还包括套筒，合闸驱动机构、旋转驱动装置（14）安装至套筒内，所述合闸驱动机构包括套设滑移至套筒上用于抵触至合闸手柄（1）上的顶杆（3）、位于套筒内将旋转驱动装置（14）的转动输出转化为顶杆（3）线性滑移的联动机构（10），所述联动机构（10）包括与旋转驱动装置（14）联动的丝杆（72）、套设至丝杆（72）外圈的螺母（71），顶杆（3）固定至螺母（71）上随螺母（71）转动作轴向直线运动，所述螺母（71）的外圈设有呈螺旋的凸轮槽（12），套筒上设有与嵌设至凸轮槽（12）内的滚轮组件（6）。

2.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于：所述螺母（71）的凸轮槽（12）沿轴线方向一端具有供滚轮嵌设的入口（121），另一端为呈封闭设置，凸轮槽（12）的入口（121）朝向螺母（71）一侧设置。

3.根据权利要求2所述的合闸机构，其特征在于：所述滚轮组件（6）对称分布于套筒的两侧，凸轮槽（12）位于螺母（71）上分布有两条且呈对称设置，两条凸轮槽（12）螺旋方向相同。

4.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于：所述顶杆（3）与螺母（71）之间设有端面轴承（15），端面轴承（15）沿顶杆（3）顶出方向位于滚轮组件（6）的后侧。

5.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于：所述顶杆（3）内部呈空心设置。

6.根据权利要求1所述的合闸机构，其特征在于：所述的旋转驱动装置（14）为微型力矩电机。

7.根据权利要求6所述的合闸机构，其特征在于：所述微型力矩电机的输出轴与丝杆（72）之前设有联轴器（13）。

8.一种断路器，其特征在于：带有如权利要求1～7任意一项所述的合闸机构，合闸机构的合闸驱动机构呈倾斜设置，合闸驱动机构的驱动路径落于合闸手柄（1）的旋转路径上。