CN205752064U - 低压断路器的电磁保护机构 - Google Patents

Abstract

低压断路器的电磁保护机构，包括线圈骨架、安装在线圈骨架内的弹簧和导磁的动铁芯，以及非导磁的铁芯定位件；所述的线圈骨架包括架身和设置在所述的架身内的筒腔，非导磁的铁芯定位件与线圈骨架的筒腔固定联接，并且，所述的弹簧和动铁芯通过铁芯定位件与线圈骨架的筒腔的固定联接被封装在所述的筒腔内；当电流大于设定的阈值时，电磁保护机构产生的磁场驱动导磁的动铁芯克服弹簧的弹力向非导磁的铁芯定位件移动。本实用新型的电磁保护机构采用非导磁的铁芯定位件进行定位和封装，加工工艺简单，工艺流程短，无后处理，材料成本降低，可明显提高装配质量。

Description

低压断路器的电磁保护机构

技术领域

本实用新型涉及广泛使用于各类断路器产品中的带有铁芯的电磁保护机构，特别是一种低压断路器的电磁保护机构，属于低压电器领域。

背景技术

电磁保护机构是小型断路器中常用于短路保护用的装置，也称电磁脱扣装置，它通常包括一个串联在被保护的主电路中的电磁线圈、伸到电磁线圈内的线圈骨架、安装在线圈骨架内的动铁芯、静铁芯和弹簧，当电磁线圈内流过的电流等于或大于设定的阈值时，电磁线圈产生的磁场驱动动铁芯克服弹簧的弹力向静铁芯移动，动铁芯的移动驱动断路器的脱扣装置脱扣跳闸。这里所述的阈值通常由断路器的额定电流整定，即所述的阈值是断路器刚好达到瞬时脱扣(机构动作)的某一具体值即具体的瞬时动作倍数，也称之为整定倍数，额定电流和/或整定倍数越大，则需要把弹簧的弹力设计得越大。于是在使用中发现，额定电流和/或整定倍数较大的小型断路器由于其弹簧的弹力增大，导致电磁保护机构的内部构件之间的相互作用力增大，如果静铁芯与线圈骨架之间的固定联接的紧固力不够大，成品铁芯很容易出现松动和松散现象。并且，由于电磁线圈的磁感应强度正比于电流强度，所以对于整定倍数大的断路器，其电磁保护机构的弹簧的弹力过大所导致的问题尤其突出，通常需加大电磁保护机构的结构，这不利于实现断路器的小型化设计要求。此外，现有的断路器的电磁保护机构的静铁芯和动铁芯广泛采用良导磁的金属材料制成，需经车削、冷镦、电镀等加工工艺，因此存在工艺流程较长、需要后处理、生产效率低和制造成本高的缺陷，且由于材料为金属，表面较为光滑，摩擦系数小，组装成成品铁芯后，更容易在其中的弹簧力较大时出现上述的松散现象，影响装配质量。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、 成本低、可靠性高的低压断路器的电磁保护机构。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种低压断路器的电磁保护机构，包括线圈骨架1、安装在线圈骨架1内的弹簧5和导磁的动铁芯2，以及非导磁的铁芯定位件3；所述的线圈骨架1包括架身11和设置在所述的架身11内的筒腔12，非导磁的铁芯定位件3与线圈骨架1的筒腔12固定联接，并且，所述的弹簧5和动铁芯2通过铁芯定位件3与线圈骨架1的筒腔12的固定联接被封装在所述的筒腔12内；当电流大于设定的阈值时，电磁保护机构产生的磁场驱动导磁的动铁芯2克服弹簧5的弹力向非导磁的铁芯定位件3移动。

优选的，还包括一个独立的用于套装弹簧5的弹簧安装杆4；所述的弹簧安装杆4包括杆身41以及与杆身41对接的杆头42，并且，所述的杆头42的直径大于杆身41的直径，弹簧5套在独立的弹簧安装杆4上，弹簧5的一端与所述的铁芯定位件3联接，弹簧5的另一端与弹簧安装杆4的杆头42联接；所述的弹簧安装杆4的杆头42与动铁芯2的导向柱21抵接配合。

优选的，所述的铁芯定位件3包括外圆柱体31、设置在圆柱体31内的圆柱孔32和导向孔33；所述的圆柱孔32的直径大于所述的导向孔33的直径，并由该圆柱孔32与导向孔33结合形成与弹簧5配合的内端面34；所述的铁芯定位件3的外圆柱体31以固定联接的方式插装在所述的线圈骨架1的筒腔12内，并使得圆柱孔32朝向筒腔12内，而导向孔33朝向筒腔12外；套装在弹簧安装杆4的杆身41上的弹簧5的一端安装在铁芯定位件3的圆柱孔32内、并与所述的内端面34联接；弹簧安装杆4的杆身41一端插装在铁芯定位件3的导向孔33内。

优选的，所述的动铁芯2包括与线圈骨架1的筒腔12滑动配合的导向柱21以及与导向柱21对接的外轴段22，并且，所述的导向柱21的直径大于外轴段22的直径。

优选的，所述的动铁芯2还包括轴颈23和设置在轴颈23的末端上的大头24，并且，所述的轴颈23与动铁芯2的外轴段22对接，轴颈23的直径小于外轴段22的直径且小于大头24的尺寸。

优选的，所述的线圈骨架1的筒腔12的一端设置有筒底，筒底上设置有通 孔，并且，所述的通孔的直径小于所述的筒腔12的直径，所述的动铁芯2的导向柱21安装在线圈骨架1的筒腔12内并与筒腔12滑动配合，所述的动铁芯2的大头24、轴颈23和外轴段22从所述的线圈骨架1的筒腔12的筒底上的通孔穿过。

优选的，所述的铁芯定位件3的外圆柱体31的直径与所述的线圈骨架1的筒腔12的直径相当，塑料的铁芯定位件3的外圆柱体31与塑料的线圈骨架1的筒腔12以过盈配合的方式固定联接。

优选的，在铁芯定位件3的外圆柱体31的外壁上沿轴向开设有条形槽35。

优选的，在外圆柱体31上还设有凸起36。

优选的，在外圆柱体31上还设有凸起36，凸起36在高度为0.5mm-2mm，所述条形槽35的截面为圆弧形。

本实用新型的低压断路器的电磁保护机构通过非导磁的铁芯定位件与线圈骨架的固定联接同时将弹簧和动铁芯封装在线圈骨架的筒腔内，动铁芯保留使用导磁材料，当电流大于设定的阈值时，电磁保护机构产生的磁场驱动导磁的动铁芯克服弹簧的弹力向非导磁的铁芯定位件移动，结构简单且成本低。而且能在整定倍数较大时不增加弹簧的弹力，以减小电磁保护机构的内部作用力，防止构件之间出现松动和松散，使成品铁芯不易松散，不仅可提高装配质量和可靠性，而且有利于满足断路器及其电磁保护机构的小型化设计要求。此外，铁芯定位件与线圈骨架的筒腔采用过盈配合，采用独立的弹簧安装杆，铁芯定位件、动铁芯、弹簧安装杆和线圈骨架的配合结构，装配效率高，且与同为塑料材料的线圈骨架之间的摩擦力增大，使成品铁芯不易松散，明显提高装配质量。

附图说明

图1是本实用新型的低压断路器的电磁保护机构的整体结构的立体示意图。

图2是图1所示的电磁保护机构的爆炸图。

图3是图1所示的电磁保护机构中的非导磁的铁芯定位件3零件结构的平面示意图。

图4是图1所示的铁芯定位件的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图1至图4给出的实施例，进一步说明本实用新型的低压断路器的电磁保护机构的具体实施方式。从附图所示实施例的描述中可更清楚地看出本实用新型的优点和特征。

如图1、2所示，本实用新型的低压断路器的电磁保护机构包括线圈骨架1、安装在线圈骨架1内的弹簧5和导磁的动铁芯2，以及非导磁的铁芯定位件3。当然，本实用新型的低压断路器的电磁保护机构还包括电磁保护机构固有的其它零件结构，如：套装在线圈骨架1上的电磁线圈(图中未示出)，动铁芯2可移动地安装在线圈骨架1内，磁轭支架(图中未示出)与线圈骨架1固定联接，通过该联接使得动铁芯2和磁轭支架形成磁路。

本实用新型的一个有益的特点是所述的线圈骨架1包括架身11和设置在所述的架身11内的筒腔12，非导磁的铁芯定位件3与线圈骨架1的筒腔12固定联接，并且，所述的弹簧5和动铁芯2通过铁芯定位件3与线圈骨架1的筒腔12的固定联接被封装在所述的筒腔12内；铁芯定位件3仅是定位和封装作用，当电流大于设定的阈值时，电磁保护机构产生的磁场驱动导磁的动铁芯2克服弹簧5的弹力向非导磁的铁芯定位件3移动。现有的电磁保护机构通常采用良导磁的静铁芯，并由静铁芯、动铁芯和磁轭支架共同形成磁路结构，磁轭支架的凹形结构的一个腿与动铁芯磁路耦合(在动铁芯移动过程中该耦合关系始终存在)，磁轭支架的凹形结构的另一个腿与静铁芯磁路耦合，当电磁线圈内流过的电流达到设定的阈值时，静铁芯与动铁芯之间的电磁吸引力克服弹簧的弹力驱动动铁芯向静铁芯移动，因此，在整定倍数较大的情况下，需要匹配较大弹力的弹簧。本实用新型的电磁保护机构通过非导磁的铁芯定位件与线圈骨架的固定联接同时将弹簧和动铁芯封装在线圈骨架的筒腔内，动铁芯保留使用导磁材料，能在整定倍数较大时不增加弹簧的弹力，以减小电磁保护机构的内部作用力，防止构件之间出现松动和松散。这是因为铁芯定位件3的功能、原理与现有的静铁芯已经明显不同：本实用新型的铁芯定位件3的功能只是定位和将弹簧5、弹簧安装杆4和将动铁芯2封装在所述的筒腔12内，而现有的静铁芯用于产生与动铁芯之间的电磁吸引力。铁芯定位件3不是充当磁路的元件，它 与磁路的关系是增加非导磁的间隙(空气隙)，而现有的静铁芯是磁路的元件，它与磁路的关系是减小空气隙。正是这些实质性不同，本实用新型才能实现在增大整定倍数较大的情况下无需增加(甚至必要时可减小)弹簧5的弹力的效果。

本实用新型的另一个特点是简化了电磁保护机构的结构，主要体现在以下的装配联接结构：电磁保护机构还包括一个独立的用于套装弹簧5的弹簧安装杆4；所述的弹簧5套装在弹簧安装杆4上，弹簧5的一端与铁芯定位件3联接，弹簧5的另一端与弹簧安装杆4联接；弹簧安装杆4与动铁芯2抵接配合。优选的，所述的弹簧安装杆4包括杆身41以及与杆身41对接的杆头42，并且，所述的杆头42的直径大于杆身41的直径，弹簧5套在独立的弹簧安装杆4上，弹簧5的一端与所述的铁芯定位件3联接，弹簧5的另一端与弹簧安装杆4的杆头42联接；所述的弹簧安装杆4的杆头42与动铁芯2的导向柱21抵接配合。这种装配联接结构的特点是有利于产品的小型化，便于采用自动化的组装，装配工艺简捷。

如图3-4所示，所述的铁芯定位件3的具体结构可有多种方式，一种优选的方式如图1至图3所示：所述的铁芯定位件3包括外圆柱体31、设置在圆柱体31内的圆柱孔32和导向孔33；圆柱孔32的直径大于导向孔33的直径，并由圆柱孔32与导向孔33结合形成与弹簧5配合的的内端面34。所述的铁芯定位件3的外圆柱体31以固定联接的方式插装在所述的线圈骨架1的筒腔12内，并使得圆柱孔32朝向筒腔12内，而导向孔33朝向筒腔12外；套装在弹簧安装杆4的杆身41上的弹簧5的一端安装在铁芯定位件3的圆柱孔32内、并与所述的内端面34联接；弹簧安装杆4的杆身41一端插装在铁芯定位件3的导向孔33内。这种结构的特点在于：可采用成本低、效率高的注塑成型工艺，无需车削、冷镦、电镀等加工工艺，从而可大幅度缩短工艺周期、提高生产效率、降低制造成本；可采用如塑料、尼龙等材料，不仅材料成本低，而且使得外圆柱体31与线圈骨架1的筒腔12之间的固定联接强度(如过盈配合的摩擦力)增大，从而能有效防止松动、松散现象，提高产品的装配质量。

进一步优选的：所述的铁芯定位件3的外圆柱体31与所述的线圈骨架1的筒腔12固定联接，并且该固定联接方式为过盈配合。所述的铁芯定位件3的外 圆柱体31的直径与所述的线圈骨架1的筒腔12的直径相当，即外圆柱体31的直径等于或略微大与线圈骨架1的筒腔12的直径，塑料的铁芯定位件3的外圆柱体31与塑料的线圈骨架1的筒腔12以过盈配合的方式固定联接。在铁芯定位件3的外圆柱体31的外壁上沿轴向开设有条形槽35，使装配时铁芯定位件3可以微小的形变，便于与线圈骨架1的筒腔12过盈配合，降低对产品加工精度的要求，以降低成本。此外，在外圆柱体31上还设有细小的凸起36，凸起36在高度为0.5mm-2mm，所述条形槽35的截面为圆弧形。

所述的弹簧安装杆4的具体结构可有多种方式，一种优选的方式如图1和图2所示：所述的弹簧安装杆4包括杆身41，以及与杆身41对接的杆头42；杆头42的直径大于杆身41的直径。

所述的动铁芯2的具体结构可有多种方式，一种优选的方式如图1和图2所示：所述的动铁芯2包括与线圈骨架1的筒腔12滑动配合的导向柱21、与导向柱21对接的外轴段22；并且，导向柱21的直径大于外轴段22的直径。所述的动铁芯2还包括轴颈23和大头24，轴颈23与外轴段22对接，大头24设置在轴颈23的末端，轴颈23的直径小于外轴段22的直径且小于大头24的尺寸。动铁芯使用黑色金属如钢铁等良导磁材料。

所述的线圈骨架1的具体结构可有多种方式，一种优选的方式如图1和图2所示：所述的线圈骨架1的架身11内的筒腔12的一端设置有筒底，筒底上设置有通孔，通孔的直径小于筒腔12的直径；所述的动铁芯2的导向柱21安装在线圈骨架1的筒腔12内并与筒腔12滑动配合，所述的动铁芯2的大头24、轴颈23和外轴段22从所述的线圈骨架1的筒腔12的筒底上的通孔穿过。

下面结合图1-图4说明铁芯定位件3的外圆柱体31与所述的线圈骨架1的筒腔12固定联接的装配过程，以便通过对附图所示实施例的描述可更清楚地看出本实用新型的优点和特征。铁芯定位件3的外圆柱体31以固定联接的方式(优选采用过盈配合的固定联接方式)插装在线圈骨架1一端的筒腔12内，并且使得铁芯定位件3的圆柱孔32朝向筒腔12内，导向孔33朝向筒腔12外。将弹簧5套装在弹簧安装杆4的杆身41上，弹簧5的一端安装在铁芯定位件3的圆柱孔32内并与铁芯定位件3的内端面34联接，弹簧5的另一端与弹簧安装杆4的杆头42联接；弹簧安装杆4的杆身41一端插装在铁芯定位件3的导向孔33 内，弹簧安装杆4的杆头42与动铁芯2的导向柱21抵接配合。将动铁芯2的导向柱21安装在线圈骨架1的筒腔12内并与筒腔12滑动配合，动铁芯2的外轴段22从线圈骨架1的筒腔12的筒底上的通孔穿过。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：包括线圈骨架(1)、安装在线圈骨架(1)内的弹簧(5)和导磁的动铁芯(2)，以及非导磁的铁芯定位件(3)；所述的线圈骨架(1)包括架身(11)和设置在所述的架身(11)内的筒腔(12)，非导磁的铁芯定位件(3)与线圈骨架(1)的筒腔(12)固定联接，并且，所述的弹簧(5)和动铁芯(2)通过铁芯定位件(3)与线圈骨架(1)的筒腔(12)的固定联接被封装在所述的筒腔(12)内；当电流大于设定的阈值时，电磁保护机构产生的磁场驱动导磁的动铁芯(2)克服弹簧(5)的弹力向非导磁的铁芯定位件(3)移动。

2.根据权利要求1所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：还包括一个独立的用于套装弹簧(5)的弹簧安装杆(4)；所述的弹簧安装杆(4)包括杆身(41)以及与杆身(41)对接的杆头(42)，并且，所述的杆头(42)的直径大于杆身(41)的直径，弹簧(5)套在独立的弹簧安装杆(4)上，弹簧(5)的一端与所述的铁芯定位件(3)联接，弹簧(5)的另一端与弹簧安装杆(4)的杆头(42)联接；所述的弹簧安装杆(4)的杆头(42)与动铁芯(2)的导向柱(21)抵接配合。

3.根据权利要求2所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：所述的铁芯定位件(3)包括外圆柱体(31)、设置在圆柱体(31)内的圆柱孔(32)和导向孔(33)；所述的圆柱孔(32)的直径大于所述的导向孔(33)的直径，并由该圆柱孔(32)与导向孔(33)结合形成与弹簧(5)配合的内端面(34)；所述的铁芯定位件(3)的外圆柱体(31)以固定联接的方式插装在所述的线圈骨架(1)的筒腔(12)内，并使得圆柱孔(32)朝向筒腔(12)内，而导向孔(33)朝向筒腔(12)外；套装在弹簧安装杆(4)的杆身(41)上的弹簧(5)的一端安装在铁芯定位件(3)的圆柱孔(32)内、并与所述的内端面(34)联接；弹簧安装杆(4)的杆身(41)一端插装在铁芯定位件(3)的导向孔(33)内。

4.根据权利要求1所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：所述的动铁芯(2)包括与线圈骨架(1)的筒腔(12)滑动配合的导向柱(21)以 及与导向柱(21)对接的外轴段(22)，并且，所述的导向柱(21)的直径大于外轴段(22)的直径。

5.根据权利要求4所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：所述的动铁芯(2)还包括轴颈(23)和设置在轴颈(23)的末端上的大头(24)，并且，所述的轴颈(23)与动铁芯(2)的外轴段(22)对接，轴颈(23)的直径小于外轴段(22)的直径且小于大头(24)的尺寸。

6.根据权利要求5所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：所述的线圈骨架(1)的筒腔(12)的一端设置有筒底，筒底上设置有通孔，并且，所述的通孔的直径小于所述的筒腔(12)的直径，所述的动铁芯(2)的导向柱(21)安装在线圈骨架(1)的筒腔(12)内并与筒腔(12)滑动配合，所述的动铁芯(2)的大头(24)、轴颈(23)和外轴段(22)从所述的线圈骨架(1)的筒腔(12)的筒底上的通孔穿过。

7.根据权利要求1所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：所述的铁芯定位件(3)的外圆柱体(31)的直径与所述的线圈骨架(1)的筒腔(12)的直径相当，塑料的铁芯定位件(3)的外圆柱体(31)与塑料的线圈骨架(1)的筒腔(12)以过盈配合的方式固定联接。

8.根据权利要求7所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：在铁芯定位件(3)的外圆柱体(31)的外壁上沿轴向开设有条形槽(35)。

9.根据权利要求1所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：在外圆柱体(31)上还设有凸起(36)。

10.根据权利要求8所述的低压断路器的电磁保护机构，其特征在于：在外圆柱体(31)上还设有凸起(36)，凸起(36)在高度为0.5mm-2mm，所述条形槽(35)的截面为圆弧形。