CN110277286A - 一种断路器机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断路器机构，包括底座和端盖，底座设有当电路电流过大时能够发热变形的热双金属片，以及能够改变电路通断的锁扣，热双金属片与锁扣间设有当热双金属片变形时能够推动锁扣以改变电路通断的拉杆，热双金属片设有用以限制拉杆位移范围的脱扣连片，脱扣连片位于热双金属片朝向锁扣一侧，脱扣连片设有横向分布的条形的限位孔，限位孔与拉杆的一端相连。本发明所提供的断路器机构拉杆与热双金属片间通过脱扣连片相连，脱扣连片设有条形限位孔，能够限制拉杆的纵向位移和横向的移动范围，从而保证断路器机构工作的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电器元件技术领域，特别涉及一种断路器机构。
背景技术
断路器机构是一种常见的电器元件，当电路短路或过载时，断路器机构能够及时将电路切断，避免电路因电流过大造成发热而引起火灾，断路器机构切断短路或过载电路的操作主要由热脱扣联动装置完成。
热脱扣联动装置采用拉杆连接热双金属片，热双金属片受热变形能够拉拽拉杆，从而改变控制电路的开关的位置，将开关由导通位切换至切断位。但现有技术中的热脱扣联动装置稳定性较差，拉杆行程不够导致电路无法切断或行程过大导致拉杆与外壳卡死。
因此，如何提供一种稳定性好的断路器机构是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种断路器机构，其工作稳定性好，在电路电流过大时能够切断电路，电路恢复后能够稳定复位。
为实现上述目的，本发明提供一种断路器机构，包括底座和端盖，所述底座设有当电路电流过大使能够发热变形的热双金属片，以及能够改变电路通断的锁扣，所述热双金属片与所述锁扣间设有当所述热双金属片变形时能够推动所述锁扣以改变电路通断的拉杆，所述热双金属片设有用以限制所述拉杆位移范围的脱扣连片，所述脱扣连片位于所述热双金属片朝向所述锁扣一侧，所述脱扣连片设有横向分布的条形的限位孔，所述限位孔与所述拉杆的一端相连。
优选地，所述脱扣连片设于所述热双金属片上端。
优选地，所述底座上设有用以调整所述热双金属片横向位置的可动调整部，以及与所述可动调整部相配合的固定调整部，所述端盖上设有用以固定所述可动调整部的凸起部。
优选地，还包括用以将所述热双金属片与电路导通的导线，所述导线与所述底座间设有散热片，所述底座设有用以固定所述散热片的壁柱。
优选地，所述底座设有用以与所述锁扣铰接的滚轴，所述端盖设有用以连接所述滚轴的安装孔，所述安装孔的外周设有用以当所述滚轴过热时限制所述滚轴位移的限位部。
优选地，所述底座还设有与电路相连、用以产生磁场的导电板，所述底座还设有用以与所述导电板配合以增强磁场的铁磁部，所述铁磁部上方设有与所述底座铰接、能够在磁场的吸引下转动的衔铁，所述衔铁的端部与所述锁扣相配合，所述底座还设有用以将所述衔铁向与所述导电板相反的方向拉动的弹性部。
优选地，所述铁磁部为磁轭，所述磁轭具有垂直于所述端盖的板面，所述板面与所述导电板贴合，所述板面位于所述导电板的两侧均设有平行于所述端盖的折弯部，两所述折弯部均设有贯穿厚度方向的通孔，所述端盖设有能够与所述通孔配合以固定所述磁轭的第一固定柱。
优选地，所述第一固定柱与所述板面间具有预设宽度的间隙，所述导电板自所述间隙中穿过并与所述板面贴合。
优选地，所述衔铁位于所述板面上方，两所述折弯部均设有用以与所述衔铁配合的吸合斜面。
优选地，所述衔铁靠近所述锁扣的一侧设有用以推动所述锁扣的推板，所述锁扣底端设有与所述推板配合以增加推力的弧角结构。
断路器过载保护的原理为热双金属片受热后发生弯曲，从而拉动拉杆向弯曲方向移动，拉杆与控制电路通断的锁扣相连，当热双金属片弯曲到一定程度时，拉杆将锁扣拉动至切断电路的断路位置，实现电路过载保护。热双金属片的下端固定，热双金属片上各点的横向位移约等于热双金属片的偏转角度与点的高度之积，现有技术中拉杆与热双金属片搭接，当热双金属片弯曲时，拉杆会向热双金属片固定端滑动，因此造成拉杆横向位移减小，进而造成行程不足，导致锁扣无法移动至断路位置。
本发明所提供的断路器机构热双金属片上设有脱扣连片，脱扣连片具有横向分布的限位孔，拉杆的一端与脱口相连，另一端设于限位孔中，脱扣连片能够限制拉杆沿热双金属片高度方向上的位移，当热双金属片弯曲时，拉杆的横向位移不会减小从而保证锁扣脱扣的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中热脱扣装置的结构示意图；
图2为图1中脱扣连片的结构示意图；
图3为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中端盖的结构示意图；
图4为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中底座和散热片的结构示意图；
图5为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式底座中限位部的结构实体图；
图6为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中磁吸脱扣机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图6，图1为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中热脱扣装置的结构示意图；图2为图1中脱扣连片的结构示意图；图3为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中端盖的结构示意图；图4为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中底座和散热片的结构示意图；图5为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式底座中限位部的结构实体图；图6为本发明所提供的断路器机构一种具体实施方式中磁吸脱扣机构的结构示意图。
本发明所提供的断路器机构，如图1所示，包括底座1和端盖2，底座1设有锁扣11、拉杆13和热双金属片15，锁扣11与拉杆13的一端铰接，热双金属片15设有脱扣连片14，脱扣连片14设有横向分布的条形的限位孔142，拉杆13的另一端设于限位孔142中。
当电路电流过大时，热双金属片15发热膨胀，由于两种金属膨胀率不同，热双金属片15发生弯曲变形，脱扣连片14随热双金属片15的弯曲产生横向移动，限位孔142的一侧与拉杆13贴合，拉动拉杆13横向移动，进而带动锁扣11转动至断路位置。由于断路器机构中空间限制，脱扣连片14位于热双金属片15朝向锁扣11一侧。
锁扣11、拉杆13、热双金属片15以及脱扣连片14共同构成了热脱扣装置，其作用如上所述，是为了在电路过载时及时切断电路，避免电路中的导线和元件过热引起火灾。
需要说明的是，图1和图2中限位孔142均为宽度不变的条型孔，本发明中的限位孔142可以为由左向右宽度渐宽或宽度渐窄的条型孔，当然限位孔142的中心线也可以为曲线，在此不做限定。
本申请中的横向是指垂直于图1中热双金属片15的方向，相应的纵向是指平行于图1中热双金属片15的方向，限位孔142横向设置是指限位孔142大致垂直于热双金属片15，当然此处并非严格限定，限位孔142也可与热双金属片15的法线间具有较小的预设角度。
脱扣连片14结构如图2所示，包括连片本体141和固定弯折部，限位孔142位于连片本体141，热双金属片15与固定弯折部相连，二者可通过焊接或铆接的方式进行连接，当然也可以采用其他形式的固定连接，在此不做限定。
另外，锁扣11连有弹性部件，当拉杆13拉动锁扣11转过一定角度时，锁扣11能够在弹性部件的弹性力作用下快速切换至断路位置，拉杆13在锁扣11快速转动时也会快速沿横向运动，现有技术中拉杆13没有横向限位，进而容易导致拉杆13在快速转动后与底座1和端盖2所构成的壳体碰撞，发生顶死现象，一旦拉杆13顶死则需要将断路器机构拆解后进行调整。本发明的拉杆13设于限位孔142中，限位孔142能够有限限制拉杆13的横向位移，从而避免快速横向运动后拉杆13与壳体碰撞，杜绝了顶死现象的发生，提高了断路器机构工作的稳定性。
热双金属片15的下端相对固定，显然当热双金属片15受热时，其上端的横向位移最大。为增加拉杆13的行程，脱扣连片14设于热双金属片15的上端，当热双金属片15弯曲时，脱扣连片14能够获得最大的横向位移，进而使拉杆13的横向位移增加，确保断路器机构工作的稳定性。
本实施例中，拉杆13与热双金属片15间设有脱扣连片14，拉杆13设于脱扣连片14的条型孔中，条型孔能够限制拉杆13横向的移动范围及纵向的位置，一方面能够避免拉杆13因沿热双金属片15下滑导致行程不足，而造成无法切断电路的事故发生，另一方面限制拉杆13横向移动的范围可以避免拉杆13碰撞壳体而造成顶死现象。
热双金属片15的位置相对固定，具体的，热双金属片15的下端通过可动调整部18进行固定，底座1上设有固定调整部17，可动调整部18与固定调整部17相配合，且可动调整部18能够相对固定调整部17运动，从而调整热双金属片15的横向位置。本实施例中可动调整部18为调整螺丝，固定调整部为调整螺母。
现有技术通过胶粘法固定调整螺丝，但胶粘法不适合大批量生产，且胶粘的效果不稳定，其所用的粘胶存在老化失效等状况，一旦粘胶老化则会导致调整螺丝松脱，使其存在横向移动的可能性。本发明的端盖2上设有用以固定调整螺丝的凸起部21，请参考说明书附图3，当端盖2与底座1相配合时，凸起部21能够抵住调整螺丝阻止其产生横向移动。
另外，热双金属片15通过导线与电路导通，当电路过载时，导线也会产生大量的热，现有技术中导线直接与壳体贴合，导线产生的热量容易造成壳体融化将导线黏住，甚至会造成开关失效，本实施例中导线与底座1间设有散热片41，散热片41能够将导线与底座1隔离，避免过热的导线直接与底座1接触造成壳体将导线黏住。其中42和43具有避免过热的导线直接与底座1侧面接触造成壳体将导线黏住。导线与散热片41接触，导线产生的热量能够传递至散热片41，散热片41与空气接触面积较大，能够有效地散出热量；本实施例中散热片41可选用金属散热片41，金属散热片41能够增加电流的导流面积，提高导线的导电效果，当然也可以根据需要选用散热耐高温或其他有相同作用的材质，在此不做限定。本实施例中的导线通常选用编织铜导线，当然也可以根据需要选用铝导线或其他材质的导线，在此不做限定。
如图4所示，散热片41设置于底座1上，底座1设有用以固定散热片41的壁柱，本实施例中散热片41设有第一固定部42和第二固定部43，第二固定部43具有向水平方向折弯的安装部，安装部设有贯穿厚度方向的连接孔44，壁柱上端设有固定孔，本实施例中滚轴12穿过连接孔44与固定孔中配合，从而将散热片41固定在底座1上，当然散热片41与底座1间也可以采用其他方式进行固定，在此不再赘述。
锁扣11通过铰接的方式与底座1连接，端盖2与底座1均设有安装孔，锁扣11的滚轴12设置于安装孔中，锁扣11能够绕滚轴12旋转。当电路过载时，导线和热双金属片15发热量较大，热量通过锁扣11传递至滚轴12，使滚轴12温度升高，而端盖2与底座1通常由热塑性材料制成，一旦滚轴12温度过高，端盖2与底座1受热软化，使安装孔侧壁的抗拉强度降低，安装孔不足以承受作用与滚轴12的向外的拉力，进而造成滚轴12向外移位，引起断路器触头接触不良甚至断分。
本实施例在安装孔的外周设有用以当滚轴12过热时限制滚轴12位移的限位部51，如图5所示，滚轴12通常所受的拉力为弹性部件的弹性力，限位部51沿弹性力的方向设置，既可以提高安装孔的抗拉强度，也不会过分增加限位部51的材料，当然本实施例所提供的只是一种优选的限位部51设置方式，限位部51也可以根据需要设置成其他形状。当滚轴12过热时，限位部51的抗拉强度保持不变，从而提高断路器机构的耐热性能。
本实施例中，端盖2设有与调整螺丝配合的凸起部21，当端盖2与底座1完成装配后凸起部21能够与调整螺丝相抵，从而限定调整螺丝的位移，避免调整螺丝在长时间使用后发生松动。
为了保证电路短路或过载时，锁扣11能够将电路切断，本发明所提供的断路器机构还设置了磁吸脱扣机构，磁吸脱扣机构利用电磁感应原理对电路通断进行控制。
具体的，磁吸脱扣机构的结构如图6所示，包括导电板61、铁磁部和衔铁63，导电板61与电路导通，电流经过导电板61，短路时，导电板61周围产生大量磁场。铁磁部与端盖2固定，并与导电板61的一个侧面贴合，铁磁部可具体为铁板或钢板，铁磁部经导电板61磁化后能够增强导电板61的磁场。衔铁63设置于铁磁部的上方，衔铁63的一端与端盖2铰接，衔铁63由铁质或镍质等铁磁性材料制成。短路时，导电板61产生大量磁场，端盖2还设有用以将衔铁63向与导电板61相反的方向拉动的弹性部，如果电路中电流处于正常范围内，磁场对衔铁63的吸引力小于弹性部的拉力，衔铁63处于远离铁磁部的位置处；一旦电路中电流过载，导电板61所产生的磁场增强，衔铁63在磁场的吸引下转动至与铁磁部贴合的位置，衔铁63的另一端顶开锁扣11，进而推动锁扣11转动至断路位置，达到切断电路的目的。
本实施例中的弹性部具体为拉簧64，衔铁63中部设有用于与拉簧64连接的连接柱，拉簧64一端与连接柱相连，另一端与端盖2相连，通常状态下拉簧64处于收缩状态，拉动衔铁63远离铁磁部。电路中电流增大磁场增强，当吸引力大于拉簧64的弹性力时，衔铁63在导电板61的吸引下绕铰接轴转动至与铁磁部贴合的位置，推动锁扣11切断电路，当然弹性部也可采用扭簧或其他弹性结构，在此不做限定。
铁磁部具体为磁轭62，磁轭62具有垂直于端盖2的板面，板面与导电板61贴合，板面位于导电板61的两侧均设有平行于端盖2的折弯部，两折弯部均设有贯穿厚度方向的通孔621，端盖2设有能够与通孔621配合以固定磁轭62的第一固定柱。
两折弯部上通孔621的位置相对应，第一固定柱能够穿过两通孔621将磁轭62与端盖2固定，第一固定柱的形状对应于通孔621的形状，例如图6所示，通孔621为矩形，第一固定柱的横截面也为矩形且其宽度约等于通孔621的宽度，通孔621为其他形状时与此类似，在此不再赘述。
为保证磁轭62与导电板61位置固定，第一固定柱与板面间具有预设宽度的间隙，导电板61自间隙中穿过并与板面贴合，间隙的宽度等于导电板61的厚度，第一固定柱和板面分别位于导电板61的两侧，使导电板61的纵向位置固定。
导电板61的两端均沿纵向向下折弯，端盖2在导电板61向下折弯的两个弯角处均设有第二固定柱611，两个第二固定柱611分别限制导电板61向两个方向的横向位移，从而使导电板61位置固定。
衔铁63位于板面上方，衔铁63的铰接轴贯穿两折弯部，衔铁63的宽度小于等于两折弯部间距离，为防止衔铁63在两折弯部间卡死，两折弯部均设有的吸合斜面，衔铁63的两侧设有向衔铁63外侧延伸的阻挡臂，当衔铁63与铁磁部贴合时，两阻挡臂卡在两吸合斜面上，阻止衔铁63与铁磁部贴死，避免卡死情况的发生。
为了保证衔铁63能够推动锁扣11旋转，衔铁63在靠近锁扣11的一侧设有用以推动锁扣11的推板，锁扣11底端设有脱扣杆，脱扣杆具有与推板配合以增加推力的弧角结构。
推板位于靠近锁扣11的一侧，且推板向上延伸，脱扣杆65位于锁扣11的底端，弧角结构是指脱扣杆65上设有向衔铁63一侧延伸的延伸部，延伸部的侧面为具有预设曲率的脱扣斜面，当衔铁63转动时推板与脱扣斜面接触，推板向下运动会推动脱扣斜面向一侧远离衔铁63的方向转动，从而推动锁扣11转动，达到将锁扣11切换至断路位置的目的。
本实施例中，磁吸脱扣机构利用导电板61和铁磁部代替现有技术中的线圈，该磁吸脱扣机构具有结构简单、性能稳定可靠、脱扣动作灵敏等优点。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的断路器机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种断路器机构，包括底座(1)和端盖(2)，所述底座(1)设有当电路电流过大时能够发热变形的热双金属片(15)，以及能够改变电路通断的锁扣(11)，所述热双金属片(15)与所述锁扣(11)间设有当所述热双金属片(15)变形时能够拉动所述锁扣(11)以改变电路通断的拉杆(13)，其特征在于，所述热双金属片(15)设有用以限制所述拉杆(13)位移范围的脱扣连接片(14)，所述脱扣连片(14)位于所述热双金属片(15)朝向所述锁扣(11)一侧，所述脱扣连片(14)设有横向分布的条形的限位孔(142)，所述限位孔(142)与所述拉杆(13)的一端相连。
2.根据权利要求1所述的断路器机构，其特征在于，所述脱扣连片(14)设于所述热双金属片(15)上端。
3.根据权利要求2所述的断路器机构，其特征在于，所述底座(1)上设有用以调整所述热双金属片(15)横向位置的可动调整部(18)，以及与所述可动调整部(18)相配合的固定调整部(17)，所述端盖(2)上设有用以固定所述可动调整部(18)的凸起部(21)。
4.根据权利要求3所述的断路器机构，其特征在于，还包括用以将所述热双金属片(15)与电路导通的导线，所述导线与所述底座(1)间设有散热片(4)，所述底座(1)设有用以固定所述散热片(4)的壁柱。
5.根据权利要求4所述的断路器机构，其特征在于，所述底座(1)设有用以与所述锁扣(11)铰接的滚轴(12)，所述端盖(2)设有用以连接所述滚轴(12)的安装孔，所述安装孔的外周设有用以当所述滚轴(12)过热时限制所述滚轴(12)位移的限位部(51)。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的断路器机构，其特征在于，所述端盖(2)还设有与电路相连、用以产生磁场的导电板(61)，所述端盖(2)还设有用以与所述导电板(61)配合以增强磁场的铁磁部，所述铁磁部上方设有与所述端盖(2)铰接、能够在磁场的吸引下转动的衔铁(63)，所述衔铁(63)的端部与所述锁扣(11)相配合，所述端盖(2)还设有用以将所述衔铁(63)向与所述导电板(61)相反的方向拉动的弹性部。
7.根据权利要求6所述的断路器机构，其特征在于，所述铁磁部为磁轭(62)，所述磁轭(62)具有垂直于所述端盖的板面，所述板面与所述导电板(61)贴合，所述端盖位于所述导电板(61)的两侧均设有平行于所述端盖的折弯部，两所述折弯部均设有贯穿厚度方向的通孔(621)，所述端盖(2)设有能够与所述通孔(621)配合以固定所述磁轭(62)的第一固定柱。
8.根据权利要求7所述的断路器机构，其特征在于，所述第一固定柱与所述板面间具有预设宽度的间隙，所述导电板(61)自所述间隙中穿过并与所述板面贴合。
9.根据权利要求8所述的断路器机构，其特征在于，所述衔铁(63)位于所述板面上方，两所述折弯部均设有用以与所述衔铁(63)配合的吸合斜面。
10.根据权利要求9所述的断路器机构，其特征在于，所述衔铁(63)靠近所述锁扣(11)的一侧设有用以推动所述锁扣(11)的推板，所述锁扣(11)底端设有与所述推板配合以增加推力的弧角结构。
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