CN214956722U - 动触头及断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动触头及断路器，属于低压电器技术领域，包括动触头本体，所述动触头本体的中部开设有轴孔，轴孔包括有分闸状态下的第一孔位、合闸状态下的第二孔位，第一孔位与第二孔位连通且二者的上限位壁、下限位壁分别处于同一直线段或弧形段上，该直线段或弧形段的形状以及在使用状态下相对于断路器倾斜的底部的倾斜方向、角度同动触头与脱扣系统的联动的一端的合闸轨迹相适应。本发明提供了一种改动简单、使用效果优越的动触头以及其断路器，其通过对动触头的转动支点的运动轨迹的调整，使动触头与脱扣机构的合闸轨迹相适应，进而保持动触点与静触点的稳定、短距离的快速分闸与合闸，从而达到减少触头损伤、提高使用性能和寿命的目的。

Description

动触头及断路器

技术领域

本发明涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种动触头及断路器。

背景技术

断路器是指能够在相应环境下关合、承载和开断正常或异常回路条件下的电流的开关装置。而触头系统是开关电器的关键部件之一，其也直接影响着断路器的性能与寿命。触头包括有固定安装的静触头和相对于静触头运动的动触头，常规的触头为保证触头有相应的超程、于动触头上开设有一长腰孔作为轴孔，动触头动作时，其一端受脱扣系统控制而以轴孔上的转轴为支点，使其另一端接近于远离于静触头的所在。

由于分闸时动触头和静触头之间会产生电弧持续烧损静触点、动触点的接触部位，导致触头的使用寿命下降，故如何改善动触头与静触头的材料是目前的主流研发方向。

然而本发明人经过多次试验发现该长腰孔状的轴孔结构在合闸过程中，当动触头与静触头刚接触时，二者接触位置锁定在静触头的上半部分，随着手柄转动，动触头在轴孔范围内逐渐下滑，最终合闸完成后，动触头与静触头的接触位置锁定在静触头的中部。由于在分闸、合闸过程中动触头与静触头之间发生上述相对滑移，致使动触头与静触头在合闸、分闸过程中的接触时间被延长，影响了触头系统的使用寿命。

基于此，提出本案申请。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种动触头及断路器，解决现有技术中动触头与静触头接触、分离时存在相对滑移的问题，保持动触头与静触头配合的稳定，从而提高触头的使用寿命。

为实现上述目的，本发明动触头结构如下：包括动触头本体，所述动触头本体的中部开设有轴孔，其特征在于，所述轴孔包括有分闸状态下的第一孔位、合闸状态下的第二孔位，所述第一孔位与第二孔位直接相连通且均包括上限位壁、下限位壁，所述上限位壁、下限位壁之间的间距形成孔位宽度，所述第一孔位、所述第二孔位的上限位壁之间、下限位壁之间直接以中间限位壁相连且上限位壁、下限位壁分别处于同一直线段或弧形段上，且所述直线段或弧形段的形状以及在使用状态下相对于断路器底部的倾斜方向、角度同动触头与脱扣系统的联动的一端的合闸轨迹相适应。

通过上述结构设置，使合闸孔位（即第二孔位）与分闸孔位（即第一孔位）贴近设计并使合闸孔位与分闸孔位之间的轴孔形状与合闸轨迹相贴合，能够使动触头的底部得以在其行程的小范围内稳定地沿一直线或弧线朝向或远离静触头运动，避免动触头在使用状态下与静触头接触后发生相对滑移。以此既能够缩短动触头与静触头在分闸、合闸过程中互相接触的时间、提高产品的分断能力，也能够避免因动触头与静触头在分闸、合闸过程中发生相对滑移而造成的触头滑伤、提高触头的使用寿命。

上述结构中，所述分闸状态下的第一孔位所指为在动触头与静触头合闸时、与动触头配合并为其提供转动支点的转轴同动触头配合或应当同动触头配合的接触点所在位置。所述合闸状态下的第二孔位为在动触头与静触头分闸时、与动触头配合并为其提供转动支点的转轴此时同动触头配合或应当同动触头配合的接触点所在位置。由此可见，动触头的转动支点即为接触点，其是动态的、随着动触头的合闸、分闸状态随之变化。

本发明进一步设置如下：所述轴孔还包括用于挂置弹簧的弹簧孔位，所述弹簧孔位与所述第一孔位、第二孔位呈扇形分布，所述弹簧孔位与靠近其设置的所述第二孔位连接且连接处有以弧线段连接的拐角，既可减少动触头上的开孔、方便加工，也避免弹簧孔位与第一孔位、第二孔位连通导致合闸、分闸过程中转轴误入弹簧孔位中、影响合闸、分闸动作。

本发明进一步设置如下：所述弹簧孔位与所述第二孔位、第一孔位之间的夹角为钝角。

更具体地，所述钝角为130~150°；或者，所述钝角为142°~146°，该角度能够充分贴合合闸时动触头的运动轨迹并将动触头在Z轴上的位移进行限制。从而在使分闸、合闸的孔位处于相对适宜的范围，以便快速合闸、分闸。并且，该角度下，轴孔与动触头的摆动配合度更佳、动触点与静触点之间的相对滑移小于0.01mm，使动触点始终与静触点的中部接触。

本发明进一步设置如下：所述上限位壁、下限位壁之间的间距形成孔位宽度，所述第一孔位与所述第二孔位的孔位宽度相等或相近，所述第一孔位与所述第二孔位的孔位宽度大于同动触头相配合的转轴的直径。从而在合闸向分闸切换时，在操作机构的带动下，动触头具有使操作机构连杆无阻碍地快速、直接动作的空间，以实现快速分闸、减少动触头与静触头在合闸、分闸过程中的接触时间。

本发明进一步设置如下：所述弹簧孔位及其与第二孔位之间连接处的孔位宽度大小与同动触头相配合的转轴直径相适应，而在拐角处形成收窄的结构，将于动触头配合的转轴限制于第二孔位、第一孔位之中。

本发明进一步设置如下：所述第二孔位的上限位壁与所述弹簧孔位的上限位壁之间的拐角较所述第二孔位的下限位壁与所述弹簧孔位的下限位壁之间的拐角距所述弹簧孔位更近。

上述结构形成了分闸、合闸处开孔略宽-弹簧孔位及其连接段处收紧的异形结构，通过缩小的开孔的侧边形成阻力，从而大大提高转轴从第二孔位进入弹簧孔位的难度，减少误操作。

本发明进一步设置如下：所述第二孔位与所述弹簧孔位的上限位壁之间的拐角的弧线段对应的半径为所述第二孔位与所述弹簧孔位的下限位壁之间的拐角的弧线段对应的半径的1/2。

上述结构通过使拐角的内弧小于外弧，既使弹簧孔位与第一孔位、第二孔位被有效分离，同时也有效限制了摆轴于第一孔位、第二孔位之间的摆动距离和幅度，进而缩限动触头与静触头在合闸、分闸过程中的接触时间、实现快速分闸。

本发明的另一目的在于提供一种断路器，其包括有上述任一种动触头结构，通过上述动触头的轴孔结构设置，本发明可使动触头与静触头合闸、分闸时均直接地与其接触或分离，杜绝动触头与静触头之间发生相对滑移，提高产品的电气性能并延长使用寿命。

本发明的有益效果如下：

本发明改善了现有技术的不足，通过调整动触头的轴孔结构而控制动触头在分断、合闸过程中的动作幅度，避免动触点与静触点接触时的相对滑动，既可以使触头在分断时速度更快、也能保持产品接触的可靠性，从而提高产品的分断能力并减少滑动损伤、延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明具体实施例整体示意图。

图2为本发明具体实施例动触头轴孔结构示意图。

图3为本发明具体实施例动触头-静触头接触示意图。

图4为现有技术合闸状态一示意图。

图5为现有技术合闸状态二示意图。

图6为本发明具体实施例轴孔结构示意图一。

图7为本发明具体实施例轴孔结构示意图二。

附图标记：1、静触头；2、动触头；3、脱扣系统；4、操作机构；101、静触点；201、动触点；210、轴孔；210a、第一孔位；210b、第二孔位；210c、上拐角处；210d、下拐角处；210e、合闸轨迹直线段；210f、弹簧孔位。

具体实施方式

本发明提供一种动触头2，包括动触头2本体，所述动触头2本体的中部开设有轴孔210，所述轴孔210为同动触头2与脱扣系统3的联动的一端的合闸轨迹相适应的轴孔。通过该结构设计，可以使动触点201保持相对稳定的直线运动或弧形运动，缩小甚至避免动触点201与静触点101合闸、分闸时产生相对滑移而影响性能和寿命。

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1 本实施例提供一种动触头2结构，其包括不规则形状的本体，本体具有一定长度、其中部设有作为转动支点的轴孔210，其一端与脱扣机构的最后传递连杆的末端铰接，其另一端沿其将轴孔210作为转动支点时的旋转方向的侧面上设有动触点201。

结合图2所示，该轴孔210为异形孔，该异形孔由分闸状态下的第一孔位210a与合闸状态下的第二孔位210b以及弹簧孔位210f呈扇形连接而成，参阅图1所示，对应分闸状态的第一孔位210a位于上方、对应合闸状态的第二孔位210b位于下方。以图2作为基准，第一孔位210a、第二孔位210b处于同一坐标轴上的X轴、Y轴坐标。第一孔位210a与第二孔位210b均具有上限位侧壁、下限位侧壁，第一孔位210a的上限位侧壁与下限位侧壁之间间隙相对而形成第一孔位宽度。第二孔位210b的上限位侧壁与下限位侧壁之间间隙相对而形成第二孔位宽度。第一孔位与第二孔位的孔位宽度大于同动触头相配合的转轴的直径。

第一孔位210a的上限位侧壁与第二孔位210b的上限位侧壁处于同一直线段上且二者之间以以中间限位侧壁连接，第一孔位210a的下限位侧壁与第二孔位210b的下限位侧壁处于同一直线段上且二者之间以以中间限位侧壁连接。

结合图1所示，第一孔位210a的上限位侧壁与第二孔位210b的上限位侧壁所处的合闸轨迹直线段210e的形状在使用状态下、与相对于断路器的底部倾斜方向、角度同动触头与脱扣系统的联动的一端的合闸轨迹相适应——具体地，该合闸轨迹直线段210e相对于断路器的底部向左侧倾斜，倾斜角度为22~26°，图7中，其为24°左右。弹簧孔位210f同样具有形成其孔位宽度的上限位侧壁与下限位侧壁，结合图6所示，弹簧孔位210f的孔位宽度最好略大于与其配合的转轴的直径，而小于第一孔位210a、第二孔位210b的孔位宽度。弹簧孔位210f与第二孔位210b之间的连接处的孔位宽度大小与同动触头相配合的转轴直径相适应。从而在弹簧孔位210f的入口处形成收窄结构。并且，在本实施例中，弹簧孔位210f与第二孔位210b、第一孔位210a之间呈扇形分布并呈钝角，钝角在130~150°之间取值，在本实施例种，所述钝角为142°~146°，图7中所示角度145°左右。通过钝角结构以及收窄结构设计，第二孔位210b与弹簧孔位210f相对独立，可以有效避免误操作。

在弹簧孔位210fd与第二孔位210b的上限位壁之间、下限位壁之间分别形成了以弧形段连接的上拐角处210c、下拐角处210d。在图2中，轴孔的上拐角处210c靠近于轴孔的上端——即弹簧孔位210f一侧设置，而轴孔的下拐角处210d则处于轴孔的下边沿的中间位置。同时，第二孔位210b的上限位壁与弹簧孔位210f的上限位壁之间的拐角的弧线段对应的半径为第二孔位210b的下限位壁与弹簧孔位210f的下限位壁之间的拐角的弧线段对应的半径的1/2。

一方面，本实施例结构特征提高了轴承的形状与合闸轨迹的重合度，另一方面，由于轴承的下边沿上的拐角处位置偏低而轴孔的上边沿上的拐角处偏高，可以进一步将动触头2与静触点101的合闸、分闸的活动空间被严格、稳定限制在第一孔位210a、第二孔位210b之间：从而使产品在从合闸状态切换至分闸状态时，动触头2受脱扣系统3作用向上提拉并摆动时，与其配合的转轴受到第二孔位210b的上限位侧壁的限制而无法滑移（即竖直方向上的移动），而只能沿第二孔位210b与第一孔位210a之间的中间限位侧壁向右（即第一孔位210a）移动、该移动不会带动动触点在Z轴方向上移动、即使动触点与静触点的接触点始终保持于图3中所示B点不动。

反之，在产品从分闸状态转移至合闸状态时，动触头2受脱扣系统3作用向下滑移并摆动时，与其配合的转轴在第一孔位210a的下限位侧壁以及与其相连的中间限位侧壁上顺延移动至第二孔位210b，本实施例通过对第一孔位210a、第二孔位210b之间的连接段的结构限制，使动触点与静触点的接触点始终保持于图3中所示B点不动。

实施例2 本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，第一孔位210a及与第一孔位210a直接相连的部分连接段的开孔大小与同动触头2相配合的转轴直径相适应。第一孔位210a的开孔大小大于与第一孔位210a直接相连的部分连接段的开孔大小。从而在转轴与第一孔位210a配合时，限制转轴的摆动，提高动触点分闸后的稳定性。

实施例3 本实施例提供一种断路器，包括有盖、底座以及装设于盖与底座之间的接线端、脱扣系统3、操作机构4、触头系统，触头系统包括有固定安装的静触头1以及与静触头1活动配合的如上实施例所提供的动触头2。上述实施例所提供的动触头2的动触点201在分闸、合闸过程中保持相对于静触点101的弧形或直线运动，如图3所示，在合闸时，其直接同静触点101的中部接触并保持该状态直至分闸。

而现有技术的动触点201在合闸时，其先与静触点101的上部接触，接触点A如图4所示，再随着脱扣系统3的动作，动触点201再下移至静触点101的中部与其接触，参见图5中接触点A’所示。分闸过程与上述过程相反。从本段上述过程中可知，现有技术的动触点201在于静触点101分闸所用时间长、分闸中产生的电弧将在该期间内持续烧蚀触点，造成触点损坏、影响使用寿命。

除本发明中所提及的低压断路器产品外，本发明动触头2还可应用与接触器、继电器等具有触头系统的其他低压电器产品中。

综上所述，本发明提供了一种改动简单、使用效果优越的动触头2以及其断路器，其通过对动触头2的转动支点的运动轨迹的调整，使动触头2与脱扣机构的合闸轨迹相适应，进而保持动触点201与静触点101的稳定、短距离的快速分闸与合闸，从而达到减少触头损伤、提高使用性能和寿命的目的。

Claims (9)

1.一种动触头，包括动触头本体，所述动触头本体的中部开设有轴孔，其特征在于，所述轴孔包括有分闸状态下的第一孔位、合闸状态下的第二孔位，所述第一孔位与第二孔位直接相连通且均包括上限位壁、下限位壁，所述上限位壁、下限位壁之间的间距形成孔位宽度，所述第一孔位、所述第二孔位的上限位壁之间、下限位壁之间分别直接以一中间限位壁相连且上限位壁、下限位壁分别处于同一直线段或弧形段上，且所述直线段或弧形段的形状以及在使用状态下相对于断路器底部的倾斜方向、角度同动触头与脱扣系统的联动的一端的合闸轨迹相适应。

2.如权利要求1所述的动触头，其特征在于，所述轴孔还包括用于挂置弹簧的弹簧孔位，所述弹簧孔位与所述第一孔位、第二孔位呈扇形分布，所述弹簧孔位与靠近其设置的所述第二孔位连接且连接处有以弧线段连接的拐角。

3.如权利要求2所述的动触头，其特征在于，所述弹簧孔位与所述第二孔位、第一孔位之间的夹角为钝角。

4.如权利要求3所述的动触头，其特征在于，所述钝角为130~150°；或者，所述钝角为142°~146°。

5.如权利要求1所述的动触头，其特征在于，所述第一孔位与所述第二孔位的孔位宽度相等或相近；

和/或，所述第一孔位与所述第二孔位的孔位宽度大于同动触头相配合的转轴的直径。

6.如权利要求2所述的动触头，其特征在于，所述弹簧孔位及其与第二孔位之间连接处的孔位宽度大小与同动触头相配合的转轴直径相适应，而在拐角处形成收窄的结构，将于动触头配合的转轴限制于第二孔位、第一孔位之中。

7.如权利要求2所述的动触头，其特征在于，所述第二孔位的上限位壁与所述弹簧孔位的上限位壁之间的拐角较所述第二孔位的下限位壁与所述弹簧孔位的下限位壁之间的拐角距所述弹簧孔位更近。

8.如权利要求2所述的动触头，其特征在于，所述第二孔位与所述弹簧孔位的上限位壁之间的拐角的弧线段对应的半径为所述第二孔位与所述弹簧孔位的下限位壁之间的拐角的弧线段对应的半径的1/2。

9.一种断路器，包括有盖、底座以及装设于盖与底座之间的接线端、脱扣系统、操作机构、触头系统，其特征在于，所述触头系统包括有固定安装的静触头以及与静触头活动配合的如权利要求1-8任一所述的动触头。

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