CN204516701U - 一种具有脱扣机构的断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有脱扣机构的断路器，包括壳体和设置于壳体内的触头系统，控制触头系统的传动机构，驱动传动机构的电动机和驱动手柄，以及脱扣机构；脱扣机构包括脱扣轴，以及触发脱扣轴的联动件，联动件包括联动件本体，联动件本体通过铰接轴可转动设置于壳体；该联动件本体朝向设置于触发凸起的一侧设置有与触发凸起配合的配合部，朝向脱扣轴的一侧设置有与脱扣轴配合的抵压部。联动件可绕轴转动，而通过抵压联动件抵压脱扣轴可使作用于脱扣轴上的力方向一致，对脱扣机构起到一定的保护作用，避免了施力结构直接接触脱扣轴引起的对脱扣轴和脱扣机构损坏的问题，从而保证了一种具有脱扣机构的断路器的可靠性。

Description

一种具有脱扣机构的断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域。具体地说涉及一种断路器。

背景技术

小型断路器又称微型断路器，适用于交流50/60Hz额定电压230/400V，额定电流至63A线路的过载和短路保护之用，也可以在正常情况下作为线路的不频繁操作转换之用。主要用于工业、商业、高层和民用住宅等各种场所。

断路器通常包括触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣装置几大部分。其中，操作机构用于控制触头系统，实现触头的分闸和合闸，脱扣装置是与断路器的操作机构相连的，用以释放保持机构并使断路器自动断开的装置。

根据国家电网的要求，在预付费电表的线路中，智能电表的下端需安装智能断路器。当用户电表欠费时，智能断路器可以自动断开线路，当用户续费后，智能断路器会自动重合闸，闭合电路，进行供电。

通常可通过触发脱扣装置，实现断路器分闸的目的。现有技术中，触发脱扣装置通常施力结构直接触发，如此方案存在一定的不足。首先，脱扣机构的脱扣轴受施力结构直接作用，而施力结构对脱扣轴的作用力方向无法完全符合触发脱扣轴的要求，且作用力方向通常是变化的，容易对脱扣轴和脱扣机构造成损坏，导致断路器可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有脱扣机构的断路器，以解决现有技术中脱扣轴直接受施力结构作用而导致的一种具有脱扣机构的断路器可靠性较差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有脱扣机构的断路器，包括壳体和设置于所述壳体内的触头系统，控制所述触头系统的传动机构，驱动所述传动机构的电动机和驱动手柄，以及脱扣机构；所述脱扣机构包括脱扣轴，以及触发所述脱扣轴的联动件，所述联动件包括联动件本体，所述联动件本体通过铰接轴可转动设置于所述壳体；该联动件本体朝向设置于触发凸起的一侧设置有与所述触发凸起配合的配合部，朝向所述脱扣轴的一侧设置有与所述脱扣轴配合的抵压部。

可选的，所述触发凸起为设置于由所述电动机驱动的从动齿轮边缘的弧形凸起。

可选的，所述配合部为凸起结构，所述凸起结构包括顶端与所述触发凸起配合的外凸的弧形配合面，以及连接所述联动件本体和所述弧形配合面的过渡弧面。

可选的，所述抵压部设置于该联动件本体的端部。

可选的，所述壳体内设置有位置检测开关，所述联动件抵压所述脱扣轴时可触发该位置检测开关。

可选的，还包括复位所述联动件的复位弹性件，所述复位弹性件的弹性力使所述联动件绕轴旋转远离所述脱扣轴。

可选的，所述壳体与所述联动件之间设有限位结构，所述限位结构适于限制所述联动件复位位置。

可选的，所述限位机构包括设置于所述联动件上的限位凸起，以及设置于所述壳体上与该限位凸起配合限制所述联动件转动角度的配合结构。

可选的，所述复位弹性件为设置于所述联动件本体设置所述抵压部一侧的板面上的弹性支臂，所述壳体上设有限制所述弹性支臂的限制结构。

可选的，所述复位弹性件为设置于所述联动件本体与所述壳体之间的弹簧。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型提供的一种具有脱扣机构的断路器，其联动件可绕轴转动，而通过抵压联动件抵压脱扣轴可使作用于脱扣轴上的力方向一致，对脱扣机构起到一定的保护作用，避免了施力结构直接接触脱扣轴引起的对脱扣轴和脱扣机构损坏的问题，从而保证了一种具有脱扣机构的断路器的可靠性。

2、本实用新型提供的一种具有脱扣机构的断路器，其配合部包括位于顶端与所述触发凸起配合的弧形配合面和连接所述联动件本体和所述弧形配合面的过渡弧面。如此设计可确保触发凸起因外界原因越过弧形配合面后仍能顺利返回。

3、本实用新型提供的一种具有脱扣机构的断路器，其中所述联动件设置限位凸起，所述壳体上设置有与限位凸起配合限制该联动件转动角度的限位结构。如此设计可避免联动件在弹性力作用下，转动至从动齿轮活动区域，阻碍转动，对从动齿轮造成破坏。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明提供的一种断路器实施例的结构示意图；

图2是从动齿轮的结构示意图；

图3是从动齿轮和驱动传动件配合示意图；

图4是弹性储能组件的结构示意图；

图5是驱动传动件朝向从动齿轮端面的结构示意图；

图6是驱动传动件朝向从动传动件端面的结构示意图；

图7是从动传动件的结构示意图；

图8是联动件的结构示意图；

图9是联动件另一种实施方式；

图10是图9联动件安装状态图；

图11是本发明提供的一种行程开关机构的结构示意图；

图12是图11中第一结构的结构示意图；

图13是图11中第二结构的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-壳体、2-联动件、3-从动齿轮、4-驱动传动件、5-从动传动件、6-驱动手柄、7-电动机、8-脱扣轴；

31-齿轮齿、32-触发凸起、33-第一凹槽；

21-配合部、22-联动件本体、23-抵压部、24-弹性支臂、25-铰轴孔、26-限位凸起、27-弧形配合面、28-过渡弧面；

41-弹簧、42-第一板、43-第二板、44-第一连接结构、45-第三板、46-第二连接结构、47-第一凸起、48-第二凸起；

51-第二凹槽、52-定位凸起、53-传动轴；

9-第一结构、10-第二结构、91-第一固定部、92-第一连接部、93-作用部、94-第二连接部、95-第一配合部、96-导线连接部；

101-第二固定部、102-第二配合部。

具体实施方式

图1至图13示出了本发明提供的一种具有脱扣机构的断路器（简称断路器）的实施例。

所述断路器包括壳体1和设置于所述壳体1内的触头系统，控制所述触头系统的传动机构，以及脱扣机构，还包括驱动所述传动机构的电动机7和驱动手柄6。

所述壳体1为该断路器中其他零部件提供安装位置或/和安装结构，并对设置于其内部的零部件起到保护作用。所述壳体1根据内部零部件的设置作出相应设计，通常由绝缘塑料成型，具有良好的绝缘性和耐高温特性。本文对壳体1的形状特征不作具体描述。

从图1中可以看出，所述传动机构包括绕同一轴线转动的驱动传动件4与从动传动件5，该轴线成为第一轴线。所述从动传动件5通过与该从动传动件5固定相连的传动轴53与所述触头系统（未示出）相连，所述从动传动件5转动驱动所述触头系统合闸或分闸。请参考图7，该从动传动件5为圆形盘状结构，其上开设有以所述第一轴线所在位置为圆心的、设定弧度的第二凹槽51。所述第二凹槽51可根据实际情况选择贯通结构或者非贯通结构。请参考图6，所述驱动传动件4朝向所述从动传动件5的端面上设置有设置有与所述第二凹槽51配合的第二凸起48，所述驱动传动件4与所述从动传动件5之间的通过相互配合第二凸起48及第二凹槽51连接。

所述第二凹槽51弧度至少为所述驱动传动件4的工作状态下的最大转动角度，通常设置其大于π。根据所述第二凹槽51和所述第二凸起48的结构特征可知，所述驱动从动件4只可在单一转动方向驱动所述从动传动件5，所述第二凹槽51和所述第二凸起48组成单向驱动结构。

所述驱动手柄6固定安装于所述传动轴53，所述传动轴53与所述驱动手柄6和所述从动传动件5之间固定方式可为任一本领域技术人员熟知的固定连接方式。本实施例中，请参考图1，为了方便拆装，简化连接结构，所述传动轴53截面为三角形的三角轴，该三角轴固定设置有驱动手柄6。相应地，所述从动传动件5相应侧设置有与该三角轴配合的三角轴孔，该三角轴孔的中轴线为所述第一轴线。

所述从动传动件5上设置有自所述第一轴线沿径向延伸的定位凸起52。用于安装时限位。

所述驱动传动件4与所述电动机7之间设有齿轮传动机构，该齿轮传动机构包括与所述电动机7固定连接的驱动齿轮，与所述驱动齿轮配合并带动所述驱动传动件4转动的从动齿轮3。所述从动齿轮3通过中轴线为第一轴线的轴状凸起可转动设置于所述壳体1，在所述壳体1的限制下，所述从动齿轮3齿轮在所述电动机7驱动下绕第一轴线转动的。

所述电动机7的设置可驱动所述从动齿轮3绕第一轴线转动即可，电动机7的选型，安装方式，以及与所述驱动齿轮的连接方式可通过本领域技术人员熟知的方式实现。

本实施例中，为了合理利用壳体1内空间，尽量缩小断路器体积，所述电动机7延伸方向垂直于所述第一轴线设置，其主体结构固定安装于壳体1，输出轴垂直于所述第一轴线。所述输出轴上设置有锥齿轮，所述驱动齿轮上设置有与所述锥齿轮配合的齿轮齿31。

从图2中可以看出，所述从动齿轮3为圆盘状结构，其开设有第一凹槽33。所述第一凹槽33为以所述第一轴线所在位置为圆心，设定弧度的凹槽结构。可根据实际情况选择贯通结构或者非贯通结构。所述第一凹槽33的弧度通常大于所述驱动手柄6可摆动最大角度。为了保证驱动的稳定性，所述从动齿轮3相对所述第一轴线成对设置有两个第一凹槽33。为了是两个第一凹槽33不贯通，可知，单个第一凹槽33的弧度需不大于π。

所述从动齿轮3也可根据实际情况设置成具有设定弧度的扇形结构。弧度为能保证完成基本工作要求。

请参考图3和图4，所述传动机构设有弹性储能组件，所述弹性储能机构在所述传动机构正向转动时释放弹性势能，使所述触头系统快速合闸。

所述弹性储能机构包括所述驱动传动件4和设置于所述驱动传动件4与所述壳体1之间的弹性件。

具体地，所述驱动传动件4包括延伸面垂直于所述第一轴线且间隔设定距离的第一板42、第二板43和第三板45，所述第二板43相对的两端面通过第一连接结构44和第二连接结构46分别与所述第一板42和所述第三板45相连，所述第一连接结构44和所述第二连接结构46相对所述第一轴线设置与所述第二板43的边缘；所述弹性件为两个，分别枢接于所述第一板42与所述第二板43之间且靠近所述第一连接结构44位置，以及所述第二板43与所述第三板45之间且靠近所述第二连接结构46的连接轴上，所述两个所述弹性件的枢转轴接点连线通过所述驱动传动件4的转轴中心。

作为另一种实施方式，所述弹性储能组件可仅设置有一根弹簧41。所述驱动传动件4包括延伸面垂直于所述第一轴线且间隔设定距离的第一板42和第二板43，以及设置于所述第一板42和所述第二板43边缘位置、用于连接所述第一板42和所述第二板43的第一连接结构44；所述弹性件枢接于所述第一板42与所述第二板43之间且靠近所述第一连接结构44位置的连接轴上。

所述驱动传动件4在正向转动过程，驱动所述弹性件的弹性力逐渐增大直至最大值，进行储能。当所述弹性件经过弹性力最大值的位置后，进行弹性势能的释放，所述弹性件的弹性力带动所述驱动传动件4快速转动，使所述触头系统快速合闸。

根据上述描述可知，断路器触头的合闸速度与电动机7的驱动速度无关，触头系统在弹性储能组件的作用下，具有较大的闭合速度和良好的接通性能，因此具有较高的可靠性和合理性。

请参考图5，所述驱动传动件4朝向所述从动齿轮3的端面上设置与所述第一凹槽33配合的第一凸起47。相应的，当设置有两个第二凹槽51时，所述第一凸起47也设置有两个。

该断路器中，所述脱扣机构包括在受抵压可触发该脱扣机构动作实现分闸的脱扣轴8，以及触发所述脱扣轴8的联动件2，其中所述联动件2与传动机构进行联动。通过设置上述脱扣机构，当用户电表欠费后，电动机7反转，驱动所述传动机构反转设定角度后触发所述联动件2动作，使所述脱扣机构动作实现分闸，此时，所述电动机7断电，使脱扣轴8保持脱扣状态，用户无法通过驱动手柄6使该断路器合闸；只有所述电动机7转动使得所述传动机构脱离触发该脱扣机构的位置后，所述断路器才可正常合闸。因此，用户续交电费前，即使人为扳动手柄合闸，由于脱扣机构处于触发状态，驱动手柄6会自动复位至分闸位置，用户无法自行取电。

本实施方式中，如图2所示，所述从动齿轮3上设置有触发所述脱扣机构中联动件2动作的触发凸起32。其他实施方式中，上述触发凸起32还可以设置于所述驱动传动件4上。请参考图8，具体地，所述联动件2包括联动件本体22，所述联动件本体22设有铰轴孔25，该铰轴孔25通过与铰接轴配合使所述联动件2可转动设置于所述壳体1，该联动件本体22朝向设置于触发凸起32的一侧设置有与所述触发凸起32配合的配合部21，朝向所述脱扣轴8的一侧设置有与所述脱扣轴8配合的抵压部23。所述抵压部23设置于该联动件本体22的端部。所述联动件2可绕轴转动，而通过抵压联动件2抵压脱扣轴8可使作用于脱扣轴8上的力方向一致，对脱扣机构起到一定的保护作用，避免了施力结构直接接触脱扣轴8引起的对脱扣轴8和脱扣机构损坏的问题，从而保证了断路器的可靠性。

本技术方案还包括复位所述联动件2的复位弹性件，所述复位弹性件的弹性力使所述联动件2绕轴旋转远离所述脱扣轴8。具体地，所述复位弹性件为设置于所述联动件本体22设置所述抵压部23一侧的板面上的弹性支臂24，所述壳体1上设有限制所述弹性支臂24的限制结构。

本技术方案中，所述复位弹性件不局限于弹性支臂24一种结构，还可为设置于所述联动件本体22与所述壳体1之间的弹簧41，或者套设于所述铰接轴的扭簧。

请参考图8、图9和图10，所述壳体1与所述联动件2之间设有限制所述联动件2复位位置的限位结构。所述限位机构包括设置于所述联动件2上的限位凸起26，以及设置于所述壳体1上与该限位凸起26配合限制所述联动件2转动角度的配合结构。设置限位结构可避免联动件2在弹性力作用下，转动至从动齿轮3活动区域，阻碍转动，对从动齿轮3造成破坏。

所述壳体1内设置有位置检测开关，所述联动件2抵压所述脱扣轴8时可触发该位置检测开关。

如图9所示，为本发明提供联动件2另一种实施方式，其区别在于：所述配合部21为凸起结构，所述凸起结构包括顶端与所述触发凸起32配合的外凸的弧形配合面27，以及连接所述联动件本体22和所述弧形配合面27的过渡弧面28。如此设计可确保触发凸起32因外界原因越过弧形配合面27后仍能顺利返回。

从图1中可以看出，为了检测所述从动齿轮3的转动位置，所述的壳体1内对应设置有由所述触发凸起32触发的微动开关。由于微动开关结构较小，其触发结构通常为垂直设置与微动开关主体上的圆柱体结构，触发方向垂直于微动开关的主体。当微动开关与触发凸起32间距比较大时，触发凸起32无法压迫或压迫微动开关的行程不够，微动开关不能可靠地闭合。当微动开关与触动凸起间距比较小时，微动开关会阻碍触发凸起32随驱动件转动，从而对微动开关产生损坏。可见，设置微动开关对驱动件和微动开关之间的配合精度要求较高；另外，由于微动开关的安装制作成本较高，而同一断路器通常有多个需要位置检测的位置，因此使断路器成本较高。

因此，本发明同时提供一种断路器行程开关机构，如图11所示，该断路器形成开关机构包括与第一导线导通的第一结构9和与第二导线导通的第二结构10，所述第一结构9在弹性力的作用下与所述第二结构10保持设定距离间隙，所述第一结构9和所述第二结构10接触可导通所述第一导线和所述第二导线。

请参考图12，所述第一结构9包括用于固定安装的第一固定部91、与外力作用结构配合的作用部93、与所述第二结构10配合的第一配合部95。所述第一固定部91与所述作用部93之间通过第一连接部92连接，所述作用部93与所述第一配合部95之间通过第二连接部94连接，所述作用部93接近所述外力作用结构设置。具体地，所述第一连接部92、所述第二连接部94和所述作用部93组成向所述外力作用结构侧外凸的梯形结构，所述作用部93为较短的底边结构。所述第一固定部91还连接有相对于该第一固定部91垂直弯折的导线连接部96。

作为可替换实施例，所述第一连接部92、所述第二连接部94和所述作用部93组成向所述外力作用结构侧外凸的圆弧结构。

所述第一结构9由弹性材料制成，具体选择QSn6.5。

请参考图13，所述第二结构10包括用于固定安装的第二固定部101，与所述第一结构9配合的第二配合部102。具体地，所述第二结构10为L型结构，所述第二配合部102为长边结构和所述第二固定部101为连接所述第二导线的短边结构。

如图11所示，所述壳体1上设置有用于安装所述第一结构9和所述第二结构10的安装结构。

该断路器行程开关机构其结构简单，因此成本较低，由于自身在弹性力作用下与第二结构10保持设定距离间隙，且所述作用部93较所述配合部21和所述固定部靠近所述外力作用结构。自身适应性较强，对安装精度要求不高。另外，其所述第一连接部92、所述第二连接部94和所述作用部93组成梯形结构或圆弧结构，在完成位置检测的基础上，使触发凸起32与行程开关机构的从接触到实际触发过程更加平稳，而且即使触发凸起32越过作用部93后，可在以相反的转向顺利越回该作用部93。

所述第一结构9和/或所述第二结构10为板状结构弯折成型或冲压成型。

上述断路器的工作过程如下：

正常状态时，所述电动机7正转驱动所述传动机构实现所述触头系统合闸，合闸后电动机7反转一定角度，此时，解锁所述驱动手柄6，用户可以根据情况自行分合闸；所述电动机7驱动所述传动机构反转设定角度(大于前面解锁驱动手柄电动机反转角度)后触发所述脱扣机构动作实现分闸。

当断路器在合闸状态下用户电表欠费后，电动机7驱动所述传动机构反转设定角度后触发联动件2动作，使其抵压部23压靠于所述脱扣轴8上实现分闸，此时，电动机7停止转动，保持所述脱扣轴8的脱扣位置，用户无法通过扳动驱动手柄6使触头系统合闸；只有电动机7转动使得传动机构脱离触发脱扣机构的位置后，断路器才可正常合闸。因此，用户续交电费前，即使人为扳动手柄合闸，由于脱扣机构处于触发状态，用户无法自行取电。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有脱扣机构的断路器，其特征在于：包括壳体（1）和设置于所述壳体（1）内的触头系统，控制所述触头系统的传动机构，驱动所述传动机构的电动机（7）和驱动手柄(6)，以及脱扣机构；所述脱扣机构包括脱扣轴（8），以及触发所述脱扣轴（8）的联动件（2），所述联动件（2）包括联动件本体（22），所述联动件本体（22）通过铰接轴可转动设置于所述壳体（1）；该联动件本体（22）朝向设置于触发凸起（32）的一侧设置有与所述触发凸起（32）配合的配合部（21），朝向所述脱扣轴（8）的一侧设置有与所述脱扣轴配合的抵压部（23）。

2.根据权利要求1所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述触发凸起（32）为设置于由所述电动机（7）驱动的从动齿轮（3）边缘的弧形凸起。

3.根据权利要求2所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述配合部（21）为凸起结构，所述凸起结构包括顶端与所述触发凸起（32）配合的外凸的弧形配合面（27），以及连接所述联动件本体（22）和所述弧形配合面（27）的过渡弧面（28）。

4.根据权利要求1所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述抵压部（23）设置于该联动件本体（22）的端部。

5.根据权利要求1所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述壳体（1）内设置有位置检测开关，所述联动件（2）抵压所述脱扣轴（8）时可触发该位置检测开关。

6.根据权利要求1所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：还包括复位所述联动件（3）的复位弹性件，所述复位弹性件的弹性力使所述联动件（2）绕轴旋转远离所述脱扣轴（8）。

7.根据权利要求6所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述壳体（1）与所述联动件（2）之间设有限位结构，所述限位结构适于限制所述联动件（2）复位位置。

8.根据权利要求7所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述限位机构包括设置于所述联动件（2）上的限位凸起（26），以及设置于所述壳体（1）上与该限位凸起（26）配合限制所述联动件（2）转动角度的配合结构。

9.根据权利要求6所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述复位弹性件为设置于所述联动件本体（22）设置所述抵压部（23）一侧的板面上的弹性支臂（24），所述壳体（1）上设有限制所述弹性支臂（24）的限制结构。

10.根据权利要求6所述的具有脱扣机构的断路器，其特征在于：所述复位弹性件为设置于所述联动件本体（22）与所述壳体（1）之间的弹簧。