CN110706985A

CN110706985A - 断路器的开闭机构

Info

Publication number: CN110706985A
Application number: CN201910620211.8A
Authority: CN
Inventors: 任正宰; 吴基焕
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-01-17
Also published as: KR102524504B1; EP3594986A1; US20200020499A1; KR20200006437A; US10811209B2; JP2020009767A; EP3594986B1

Abstract

本发明涉及断路器，更详细地说涉及断路器的开闭机构。本发明一实施例的断路器的开闭机构包括：壳体；把手，以能够旋转的方式与固定于所述壳体的侧板结合；U形销，与所述把手的下部结合；杠杆，与所述U形销结合并移动；以及横杆，以能够垂直移动的方式设置于在所述壳体凸出形成的安装部，通过接受所述杠杆的接触压力来移动。在所述杠杆的下侧面设置有形成为曲面的接压部，在断开时向垂直下方按压所述横杆。

Description

断路器的开闭机构

技术领域

本发明涉及断路器，更详细地说涉及一种断路器的开闭机构(SwitchingMechanism of Circuit Breaker)。

背景技术

通常，电路切断器(简称断路器)是设置于送电、变电线路或电路的一部分来开闭负荷或者在发生短路等事故时通过使电路断开来保护电气设施以及负荷的电气设备。

其中，小型断路器(小型布线用断路器)设置于形成交流110/220V的低压电路(15～30A)的小型配电板内，而用于过电流保护、短路保护。小型断路器设置于住宅、商家、办公室、商场等的配电板内，作为能够方便地开闭多个负荷的开关来使用。另外，还作为开闭工作机器、工厂设备等的电源的用途使用。

与用于工业的普通断路器相同地，小型断路器包括由固定触点和可移动触点构成的触点部、能够使触点部开闭的开闭机构部、检测异常电流的检测机构部、在发生过电流或短路电流等异常电流时通过断开(开放)开闭机构部来保护线路或负荷的跳闸部、发挥消耗在断开时发生的电弧以及冷却的功能的消耗部。

图1示出了根据现有技术的小型断路器。示出了上部的盖被去除的状态。图中示出了与外部保持绝缘且用于固定并支撑各个部件的位置的壳体1、与电源或负荷连接的端子部2、包括把手3的开闭机构部、包括固定接触点4和可移动触点5的触点部，包括双金属片14和跳闸条11的跳闸部。

图2和图3示出了根据现有技术的小型断路器的开闭机构(组件)。图2为断开状态，图3为通电状态。

开闭机构由以能够旋转的方式结合于侧板6的上部的把手3、以能够旋转的方式与侧板6的一侧结合的跳闸条11、成为所述跳闸条11的轴的跳闸条销12、向跳闸条11提供恢复力的跳闸条弹簧13、与把手3的下部结合并使杠杆8动作的U形销7、与所述U形销7连接并在移动时使横杆9动作且一端受所述跳闸条11的限制的杠杆8等构成。

对现有技术的小型断路器的工作进行说明，具体如下。

若使用者向逆时针方向对把手3施加力F1，则把手3以旋转轴10为中心进行旋转。与把手3的下部结合的U形销7通过接收把手3的力而进行移动。此时，由于U形销7结合于把手3的部分位于旋转轴10的左侧下方，因此U形销7承受向右侧下方的力F2。由此，U形销7的上端部向右侧下方移动，U形销7的下端部沿侧板6的槽向下方移动。

另一方面，由于U形销7与杠杆8的中央部结合，在U形销7向下方移动时会使杠杆8一起向下方移动。由于杠杆8是与横杆9接触的状态，因此向下方移动时会使横杆9一起移动。可移动触点3被横杆9向下方按压而与固定接触点3接触并成为如图3所示的通电状态。

在此，横杆9配置于比杠杆8的中心(杠杆与U形销的结合部分)更靠左侧的位置。因此，杠杆8对横杆9作用的力F3会朝向左下方。另一方面，横杆9以能够上下移动的方式设置于在凸出形成于壳体1的安装部1a垂直形成的动作槽1b(参照图4)。因此，与横杆9的移动方向为垂直向下的情形相比，横杆9通过杠杆8承受的力F3朝向左侧下方，因此横杆9在动作槽1b内部不能顺畅地上下移动，并且因上端部、下端部被扭曲会与动作槽1b产生摩擦。即，会带来断开性能的损失。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提出，其目的在于，提供一种能够通过减小横杆与壳体的安装部之间的摩擦，来最大限度发挥断开性能的断路器的开闭机构。

本发明一实施例的断路器的开闭机构的特征在于，壳体；把手，以能够旋转的方式与固定于所述壳体的侧板结合；U形销，与所述把手的下部结合；杠杆，与所述U形销结合并移动；以及横杆，以能够垂直移动的方式设置于在所述壳体凸出形成的安装部，通过接受所述杠杆的接触压力来移动，在所述杠杆的下侧面设置有形成为曲面的接压部，在断开时向垂直下方按压所述横杆。

在此，在所述安装部设置有形成为一字槽形状的切开部，所述切开部能够使所述横杆上下移动。

另外，在所述横杆的上侧面凸出形成有与所述杠杆相接的头部。

另外，所述头部的内侧拐角形成为曲面。

另外，所述接压部包括第一曲面部，所述第一曲面部的曲率半径随着从顶点沿着倾斜面而逐渐变大。

另外，在所述第一曲面部的各个倾斜面中的一部分形成有具有拐点的变曲部。

另外，所述接压部还包括与所述第一曲面部隔开规定距离而形成的第二曲面部。

并且，所述第二曲面部的高度低于所述第一曲面部的高度。

根据本发明一实施例的断路器的开闭机构，通过杠杆的接压部，横杆会在断开时接受垂直向下的力而进行垂直下降运动。

如上所述的垂直下降运动，通过在杠杆的接压部形成的第一曲面部来实现。并且由杠杆的板或第二曲面部进行辅助。

附图说明

图1根据现有技术的断路器的内部立体图。

图2和图3是图1中的开闭机构的作用图。图2是断开状态，图3是通电状态。

图4是表示图1所示的横杆的动作状态的主视图。

图5是本发明一实施例的断路器的内部立体图。

图6是图5所示的开闭机构的分解立体图。

图7和图8是图6所示的杠杆的详细立体图和一部分的主视图。

图9和图10是本发明一实施例的断路器的开闭机构的作用图。图9是断开状态，图10是通电状态。

图11至图13是示出在所述图9和图10之间的作用过程中，杠杆和横杆的作用状态的图。

图14是以动态示出了在图11至图13中，杠杆与横杆之间的作用状态。

附图标记的说明

20：壳体 21：端子部

22：安装部 23：切开部

25：复位弹簧 30：侧板

31：轴孔 32、33：引导孔(槽)

34：轴槽 35：旋转轴

40：横杆 41：头部

45：U形销 46：上端部

47：下端部 50：杠杆

51：板 52：翼部

53：结合孔 54：接压部

54a：第一曲面部 54b：变曲部

54c：接径部 54d：第二曲面部

55：把手 56：加压部

57：第一孔 58：第二孔

59：把手弹簧 60：跳闸条

61：轴 62：调节构件

70：固定接触点 75：可移动触点

78：双金属片

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明，这仅是为了使本领域普通技术人员容易实施本发明，并不表示限定本发明的技术思想和范围。

下面，参照附图对本发明的各个实施例的断路器的开闭机构进行详细的说明。

图5是本发明一实施例的断路器的内部立体图，图6是图4所示的开闭机构的分解立体图。

本发明一实施例的断路器的开闭机构包括：壳体20；把手55，以能够旋转的方式与设置于所述壳体20的侧板30结合；U形销45，与所述把手55的下部结合；杠杆50，通过与所述U形销45结合来移动；以及横杆40，以能够垂直移动的方式设置于所述壳体20的安装部22，受到来自所述杠杆50的力来移动。在所述杠杆50的下侧面设置有形成为曲面的接压部(接触部)54，由此在断开时向垂直下方按压所述横杆40。

形成本发明一实施例的断路器的外观的外罩(enclosure)形成为箱子形状，该外罩可由上侧面开放的壳体20和下侧面开放并且与所述壳体20的上部结合的盖(未图示)构成。

在壳体20内设置有包括固定接触点70和可移动触点75的触点部、包括把手55的开闭机构部、包括双金属片78的跳闸部、与负荷或电源连接的端子部21等构成要素。

在壳体20的两侧设置有能够与电源或负荷连接的端子部21。通常，在如图5所示的断路器中，左侧的端子部与电源连接，而右侧的端子部与负荷连接。

在一侧的端子部21设置有固定接触点70。即，在电源侧设置有固定接触点70。

在壳体20的中间部设置有可移动触点75。可移动触点75与固定接触点70接触或分离。可移动触点75与另一侧的端子部21，即负荷侧连接。可移动触点75可与双金属片78一起结合。

在壳体20的中央部形成有能够设置侧板30和横杆40的安装部22。在安装部22的中央部可形成有容纳空间。在安装部22的一侧可设置有形成为槽的切开部23，使得横杆40能够上下移动。从侧面观察时，切开部23沿垂直方向形成为一字形状(参照图11)。

横杆40配置为能够在安装部22的切开部23上下移动。在横杆40的下部设置有复位弹簧25，由此在没有对横杆40作用的力的情况下，使横杆40向上方移动。

在横杆40的上端凸出形成有头部41。头部41是通过与杠杆50的接压部54接触来接受力的部分。头部41的上侧面沿水平方向平平地形成。头部41的内侧面(电源侧面)拐角平滑地形成为曲面。

侧板30固定设置于安装部22的内部。侧板30包括并排配置的一对侧面。在侧板30的上部形成有能够使旋转轴35插入的轴孔31。在侧板30的中间部形成有引导U形销45的移动的引导孔32或引导槽33。引导孔或引导槽32、33形成为相对于垂直方向具有规定的倾斜角。在侧板30的下部形成有能够使跳闸条60的轴61设置的轴槽34。

把手55以能够旋转的方式设置于侧板30的上部。在把手55向上方凸出形成有能够使使用者把持并施加力的加压部56。在把手55形成有供旋转轴35插入的第一孔57和供U形销45的上端部插入的第二孔58。在断开状态下第二孔58位于第一孔57的左侧下方。为了把手55的复位，设置有把手弹簧59。

设置有U形销(Upin)45。U形销45形成为‘U’形状(‘ㄈ’形状)，并且其上端部46与把手55的第二孔58结合，其下端部47与杠杆50结合。U形销45将把手55的作用力传递至杠杆50。

杠杆50接受U形销45的力而向下方移动，并通过对横杆40加压来使横杆40向下方移动。

图7和图8示出了杠杆的详细立体图和一部分的主视图。

杠杆50由板51和在板51的中间部沿垂直方向弯折形成的翼部52构成。翼部52可在板51的两侧面分别设置而成对。在翼部52形成有能够使U形销45的下端部47插入并结合的结合孔53。杠杆50通过紧固在结合孔53的U形销45的作用力而向下方移动。

在杠杆50的前端部的下侧面设置有接压部54。接压部54是通过与横杆40的头部41接触来施加力的部位。横杆40通过杠杆50的接压部54按压横杆40的头部41，而向下方移动。

接压部54的与横杆40的头部41相接的面形成为曲面。

接压部54包括第一曲面部54。第一曲面部54形成为如圆形山的形状。此时，从第一曲面部54的顶点(顶端)沿着两侧倾斜面逐渐平缓。即，曲率半径变大。

在第一曲面部54的各个倾斜面的局部形成有作为拐点的变曲部54b。因此，第一曲面部54与板51相接的接径部54c形成平滑的倾斜面。

另外，第二曲面部54d可与第一曲面部54隔开规定距离而配置。此时，第二曲面部54d的高度可低于第一曲面部54的高度。第二曲面部54d以与第一曲面部54相似的形状形成。

跳闸条60为了在正常状态下限制杠杆50而在发生事故电流时通过解除该限制来引起跳闸动作而设置。跳闸条60通过双金属片78的弯曲来旋转，并由此来解除杠杆50的限制。跳闸条60在正常状态下通过复位弹簧65的力而承受朝向前方的力。若因发生事故电流而使双金属片78弯曲，则会向后方推跳闸条60，由此跳闸条60解除杠杆50的限制并引起跳闸动作并且电路断开。

跳闸条60大致形成为‘Y’形状。在跳闸条60的上端结合有调节与双金属片78的间隔的调节构件62。双金属片78通过对该调节构件62加压来使跳闸条60转动。

在电路上流动过电流或事故电流的情况下，在与触点部的可移动触点结合的双金属片78中的电流也会增加并且产生热。由此，作为热变形材料的双金属片78会产生弯曲。双金属片78在弯曲时推跳闸条60，并由此来解除被限制在跳闸条60的杠杆50。因此，横杆40复位并且可移动触点75从固定接触点70分开，从而电路断开。

参照图9和图10，对本发明一实施例的断路器的开闭机构的工作进行说明，具体如下。

首先，在如图9的断开状态下，若使用者使把手55向逆时针方向旋转，则把手55以旋转轴35为中心沿逆时针方向旋转。与把手55的下部结合的U形销45与把手55一起移动。此时，由于U形销45与把手55结合的部分(即，U形销45的上端部46)位于旋转轴35的左侧下方，当使把手55向逆时针方向旋转时U形销45承受朝向右侧下方的力。由此，U形销45的上端部46向右侧下方移动，U形销45的下端部47沿侧板30的引导孔或引导槽32、33向下方移动。

另一方面，由于U形销45的下端部47紧固于杠杆50的翼部52的结合孔53，U形销45向下方移动时会使杠杆50一起向下方移动。此时，由于杠杆50为与横杆40接触的状态，从而向下方移动时会使横杆40一起移动。可移动触点75被横杆40向下方按压而与固定接触点70接触，从而成为如图10所示的通电状态。

关于断开动作，具体如下。

在如图10所示的通电状态下，若使用者使把手55向顺时针方向旋转，则向左侧上方拉出与把手55结合的U形销45。与U形销45结合的杠杆50也会上升并去除对横杆40的加压力。通过复位弹簧25的恢复力横杆40向上方复位。因此，可移动触点75从固定接触点70分离，从而电路断开。

参照图11至图13，对投入动作中杠杆50和横杆40的作用进行更详细的说明。

首先，说明如图11所示的断开状态，杠杆50处于以规定角度停在左上方上的状态。是接压部54的变曲部54b与横杆40的头部41相接的状态。此时，若使用者使把手旋转而发挥此前所述的投入作用，则杠杆50以结合孔53为中心进行旋转并对横杆40加压。在此，接压部54的变曲部54b在几乎水平的状态下对横杆40施加力，因此横杆承受向下的压力F4。

在杠杆50进行旋转时，头部41与杠杆50接触的部分在头部41的上部平面向外侧移动，第一曲面部54与头部41相接的部分从变曲部54b沿接径部54c侧行进。因此，会承受如图12的F5的倾斜方向的力。另一方面，通过第一曲面部54与第二曲面部54d之间的倾斜面或第二曲面部54d，头部41的内侧承受与F5的倾斜方向相反的方向的力F6。因此，横杆40会承受作为第一曲面部54与头部41之间的力F5和板51或第二曲面部54d与头部41之间的力F6的合力的F7。最终，横杆40承受朝向下方的力，从而平滑地向下移动。

若杠杆50进一部进行旋转，则第一曲面部54从头部41脱离而板51和第二曲面部54d会与头部41相接。此时，通过作用于板51与头部41之间的力F8和作用于第二曲面部54d与头部41之间的力F9的合力，而承受朝向下方的力。(参照图13)

为了通过杠杆50和横杆40部分而更直观地理解这种作用，图14示出了整个过程。在杠杆50以结合孔53为中心进行旋转并对横杆40加压的过程中，杠杆50对横杆40施加垂直向下的力，由此横杆40会进行垂直的一字运动。

因此，横杆40持续受到达到投入作用的垂直向下的力，使得稳定地进行垂直移动，并且不会在切开部23产生摩擦。

根据本发明一实施例的小型断路器，通过杠杆的接压部，横杆在投入动作时承受垂直向下的力，使得进行垂直下降运动。

如上所述的垂直下降运动通过在杠杆的接压部形成的第一曲面部来实现。并且，通过杠杆的板或第二曲面部来进行辅助。

以上说明到的实施例是用于实现本发明的实施例，对于本发明所属技术领域的普通技术人员而言，能够在不脱本发明的本质特性的范围内进行各种修正以及变形。因此，本发明公开的实施例并不限定本发明的技术思想，而仅用于说明，本发明的技术思想范围不限定于这种实施例。即，本发明的保护范围应通过权利要求书来解释，与其同等范围内的所有的技术思想均应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种断路器的开闭机构，其特征在于，包括：

壳体；

把手，以能够旋转的方式与固定于所述壳体的侧板结合；

U形销，与所述把手的下部结合；

杠杆，与所述U形销结合并移动；以及

横杆，以能够垂直移动的方式设置于在所述壳体凸出形成的安装部，通过接受所述杠杆的接触压力来移动，

在所述杠杆的下侧面设置有形成为曲面的接压部，在断开时向垂直下方按压所述横杆。

2.根据权利要求1所述的断路器的开闭机构，其特征在于，

在所述安装部设置有形成为一字槽形状的切开部，所述切开部能够使所述横杆上下移动。

3.根据权利要求1所述的断路器的开闭机构，其特征在于，

在所述横杆的上侧面凸出形成有与所述杠杆相接的头部。

4.根据权利要求3所述的断路器的开闭机构，其特征在于，

所述头部的内侧拐角形成为曲面。

5.根据权利要求1所述的断路器的开闭机构，其特征在于，

所述接压部包括第一曲面部，所述第一曲面部的曲率半径从顶点沿着倾斜面而逐渐变大。

6.根据权利要求5所述的断路器的开闭机构，其特征在于，

在所述第一曲面部的各个倾斜面中的一部分形成有具有拐点的变曲部。

7.根据权利要求5所述的断路器的开闭机构，其特征在于，

所述接压部还包括与所述第一曲面部隔开规定距离而形成的第二曲面部。

8.根据权利要求7所述的断路器的开闭机构，其特征在于，

所述第二曲面部的高度低于所述第一曲面部的高度。