CN218182158U - 用于漏电保护装置的机芯单元 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于漏电保护装置的机芯单元。机芯单元包括：控制电路板；驱动线圈组件，所述驱动线圈组件与控制电路板耦接并至少包括线圈支架以及附接于线圈支架上的输入组件或输出组件；磁动块组件，所述磁动块组件套接于驱动线圈组件，并至少包括磁动架以及附接于磁动架上的输出组件或输入组件。机芯单元配置为：响应于驱动线圈组件相对于磁动块组件的移动远离或移动靠近，输入组件和输出组件之间处于断开状态或闭合状态。本公开的机芯单元通过驱动线圈组件和磁动块组件的协同动作实现了漏电保护装置中的复位功能和脱扣功能，有效保证输入端输出端电力连通或断开的功能性要求的同时减少了部件数量、大幅减小产品体积，并降低了装配成本。

Description

用于漏电保护装置的机芯单元

技术领域

本公开总的涉及电气领域，尤其涉及漏电保护装置中使用的机芯单元。

背景技术

为了提高用电安全性，漏电保护装置的使用越来越广泛，其应用领域和场景也在持续增加。现有的漏电保护装置内的机芯结构(例如复位机构、脱扣机构等)在其内部空间的占比较大，使漏电保护装置难以增设其他附加功能，造成产品整体的外观不协调，降低了产品的整体美观度。另外，由于现有的漏电保护装置体积偏大，将不能在一些限定的条件下正常使用(如卫生间的标准插座防水盒内)，给使用者造成一定的困扰。除此之外，由于现有漏电保护装置的结构复杂、体积大，还造成产品的制造难度大，成本高且不便于携带。因此需要研发设计一种小型的机芯结构弥补这些缺陷。

实用新型内容

本公开的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提出一种机芯单元，将漏电保护装置所需的复位功能和/或脱扣功能通过较少的零部件和紧凑的结构设计来实现，从而减小漏电保护装置的体积，并可应用于多种特定应用场合。

为此，根据本公开的一个方面，提供一种用于漏电保护装置的机芯单元，所述机芯单元包括：控制电路板；驱动线圈组件，所述驱动线圈组件与所述控制电路板耦接并至少包括线圈支架以及附接于所述线圈支架上的输入组件或输出组件；磁动块组件，所述磁动块组件套接于所述驱动线圈组件，并至少包括磁动架以及附接于所述磁动架上的输出组件或输入组件；其中，所述机芯单元配置为：响应于所述驱动线圈组件相对于所述磁动块组件的移动远离或移动靠近，所述输入组件和所述输出组件之间处于断开状态或闭合状态。

根据上述技术构思，本公开可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。

在某些可选形式中，所述机芯单元还包括脱扣弹簧，所述脱扣弹簧设置在所述驱动线圈组件和所述磁动块组件之间，以保持所述断开状态。

在某些可选形式中，所述驱动线圈组件还包括布置于所述线圈支架的螺线管，所述螺线管内设有铁芯和套接于所述铁芯的铁芯弹簧，所述铁芯在所述螺线管内的往复移动促使所述输入组件和所述输出组件之间处于所述闭合状态。

在某些可选形式中，所述螺线管朝向所述磁动块组件的一端设有径向向内突伸的凸肩以支撑所述铁芯弹簧，所述铁芯背离所述磁动块组件的一端设有铁芯帽，所述铁芯弹簧限位于所述凸肩和所述铁芯帽之间。

在某些可选形式中，所述螺线管接通电流后产生预定方向和强度的磁场，并使得所述铁芯产生相同方向和强度的磁场。

在某些可选形式中，所述线圈支架朝向所述磁动块组件的一端设有柱塞腔以容置所述磁动块组件，所述柱塞腔的外部两侧分别设有第一靠臂以附接所述输入组件或输出组件。

在某些可选形式中，所述磁动块组件的所述磁动架包括柱塞体，所述柱塞体至少部分套设于所述柱塞腔内并适于沿所述柱塞腔往复移动，所述柱塞体内固设有永磁体。

在某些可选形式中，所述永磁体对所述铁芯的磁吸力大于所述铁芯弹簧的弹力与所述脱扣弹簧的弹力之和。

在某些可选形式中，所述永磁体朝向所述铁芯一侧的磁场极性设置为与所述螺线管接通电流后所述铁芯朝向所述永磁体一侧产生的磁场极性相同。

在某些可选形式中，所述柱塞体的外壁上设有挂钩，所述柱塞腔的腔壁上设有对应的槽道供所述挂钩滑动并卡接，当所述挂钩在所述脱扣弹簧的作用下卡接于所述槽道的末端时，所述输入组件和所述输出组件之间保持所述断开状态。

在某些可选形式中，所述磁动架还包括分别设置在所述柱塞体的外部两侧的第二靠臂，以附接所述输出组件或输入组件。

在某些可选形式中，所述柱塞腔的腔壁上还设有分别与所述第二靠臂对应的限位槽，以限制所述柱塞体沿所述柱塞腔往复移动时转动。

在某些可选形式中，所述机芯单元还包括复位按钮，所述复位按钮邻近所述驱动线圈组件布置，并配置为促使所述驱动线圈组件移动靠近所述磁动块组件。

本公开的机芯单元通过驱动线圈组件和磁动块组件的协同动作实现了漏电保护装置中的复位功能和脱扣功能，有效保证输入端输出端电力连通或断开的功能性要求的同时减少了部件数量、大幅减小产品体积，并降低了装配成本。本公开的机芯单元的结构简单、便于实施，适于自动化生产并可应用于各种漏电保护装置。

附图说明

本公开的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，其中：

图1为根据本公开一种实施方式的机芯单元的外观示意图；

图2为图1中机芯单元的分解示意图；

图3为图2中驱动线圈组件、脱扣弹簧和磁动块组件的示意图；

图4为机芯单元处于断开状态的平面示意图；

图5为图4所示处于断开状态的机芯单元的剖视示意图；

图6为处于复位按压状态的机芯单元的剖视示意图；

图7为处于闭合状态的机芯单元的剖视示意图。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本公开的特定方式，而非限制本公开的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

在本文中，术语“耦接”、“附接”、“连接”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“耦接”或“附接”可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

本文中，术语“第一”、“第二”等并不用于限定先后顺序以及组件数量，除非另有说明。

现有漏电保护装置中，通常包括壳体和布置于壳体内的机芯单元，其中核心部件是机芯单元，其集成有提供漏电保护功能的大部分零部件，包括但不限于提供复位功能、脱扣功能等。随着自动化产业的日益发展以及应用场合的多样化，期望机芯单元的设计趋于模块化及小型化，从而能够大幅减少零部件数量、生产成本以及装配成本，并适用于各种应用场合。

基于此，本公开提供了一种小型化设计的用于漏电保护装置的机芯单元。应理解的是，适用于本公开机芯单元的漏电保护装置包括但不限于插头或插座。

结合图1至图3，示出了根据本公开一种实施方式的机芯单元，机芯单元主要包括控制电路板120、驱动线圈组件200和磁动块组件300，并可包括复位按钮110，各部件以紧凑的方式组装作为一个整体，进而可便捷地装配至壳体。对于自动化批量生产来说，这是尤其有利的，机芯单元可基于不同需求与不同形式的壳体或其他额外部件进行装配，从而适用于各种不同场合的漏电保护装置。

具体参见图2和图3，驱动线圈组件200与控制电路板120耦接并至少包括线圈支架260以及附接于线圈支架260上的输入组件或输出组件，在所示实施方式中，以线圈支架260上附接输出组件为例。磁动块组件300套接于驱动线圈组件200，并至少包括磁动架301以及附接于磁动架301上的输出组件或输入组件，在所示实施方式中，以磁动架301上附接输入组件为例。

根据本公开的构思，机芯单元配置为：响应于驱动线圈组件200相对于磁动块组件300的移动远离或移动靠近，输入组件和输出组件之间处于断开状态或闭合状态。换句话说，当受到特定方向和大小的力使得驱动线圈组件移动靠近磁动块组件时，输入组件和输出组件被相应带动而彼此靠近处于闭合状态，进而实现输入端输出端电力连通；反之，当驱动线圈组件移动远离磁动块组件时，输入组件和输出组件则被带动而彼此远离处于断开状态，进而实现输入端输出端电力断开。

在某些实施方式中，驱动线圈组件200包括布置于线圈支架260的螺线管202。具体地，在线圈支架260的一端设置有绕线管201，绕线管的外侧上绕有漆包线进而形成螺线管202并引出两个引脚211、212。螺线管202内设有铁芯220和套接于铁芯220的铁芯弹簧250。以此方式，通过铁芯220在螺线管202内的往复移动来促使输入组件和输出组件之间处于闭合状态。在某些实施方式中，结合图5所示，螺线管202朝向磁动块组件的一端设有径向向内突伸的凸肩203以支撑铁芯弹簧250，相应地，铁芯220背离磁动块组件的一端设有铁芯帽221，从而将铁芯弹簧250限位于凸肩203和铁芯帽221之间。这样，当铁芯220由于复位按钮110的按压作用而沿着螺线管202移动到一定位置时，铁芯弹簧250会对铁芯220产生回弹力。

在某些实施方式中，线圈支架260朝向磁动块组件的一端设有柱塞腔210以容置磁动块组件，如图3所示，此外，柱塞腔210的外部两侧分别设有第一靠臂204、205以分别附接输出组件。在所示实施方式中，输出组件包括火线输出端240和零线输出端230。作为示例，第一靠臂204、205可构造为卡槽形式，如图3所示，以分别用于容纳和固定火线输出端240和零线输出端230。可选地，输出组件的两个输出端一起固定至控制电路板120之上，各个输出端的头部分别铆接有银触点，用于实现与输入组件的接触闭合或脱离断开。

对于磁动块组件300而言，磁动架301可包括柱塞体307，所述柱塞体307例如形成于磁动架301的中部，并至少部分套设于柱塞腔210内以适于沿柱塞腔210往复移动，其中，柱塞体307形成为中空，并在其中空孔304内固设有永磁体310。结合图5所示，在某些实施方式中，永磁体310可通过例如卡扣结构与柱塞体相对固定。

在某些实施方式中，螺线管202的两个引脚211、212接通电流后会产生预定方向和强度的磁场，并使得铁芯220产生相同方向和强度的磁场，进而通过铁芯220与永磁体310的相互作用实现断开状态。有利地，永磁体310朝向铁芯220一侧的磁场极性设置为与螺线管202接通电流后铁芯220朝向永磁体310一侧产生的磁场极性相同。也就是说，当螺线管202带电时，铁芯220朝向永磁体310的铁芯头端222的磁极与永磁体310的对应侧面的磁极是相互排斥的。

在某些实施方式中，柱塞体307的外壁上设有挂钩，挂钩可设置为一个或多个，如图2和图3所示例的分别对称设置在两侧外壁上的两个挂钩305、306。柱塞腔210的腔壁上设有对应的槽道208、209以分别供挂钩305、306滑动并卡接。此外，磁动架301还包括分别设置在柱塞体307的外部两侧的第二靠臂302、303，以分别附接输入组件。在所示实施方式中，输入组件包括零线输入端320和火线输入端330。各个输入端的头部分别铆接有银触点，用于实现与输出组件的接触闭合或脱离断开。作为选择，第二靠臂302、303可设有固定孔，零线输入端320和火线输入端330的中部分别设有通孔321、331，用于固定铆钉340、350从通孔321、331和固定孔中穿过进而将输入组件牢固铆接至第二靠臂302、303之上。

在某些实施方式中，柱塞腔210的腔壁上还可设有分别与第二靠臂302、303对应的限位槽206、207，以限制柱塞体307沿柱塞腔210往复移动时转动。

为实现驱动线圈组件200和磁动块组件300之间的相对移动，以及对输入组件和输出组件之间断开状态或闭合状态的保持，机芯单元还包括设置在驱动线圈组件200和磁动块组件300之间的脱扣弹簧130。如此，按压复位按钮110的动作能够促使驱动线圈组件200朝向磁动块组件300移动靠近，以实现闭合状态，而通过螺线管202及其内部部件的磁场作用，能够促使驱动线圈组件200移动远离磁动块组件300，以实现断开状态。并且，在从闭合状态向断开状态转换期间，柱塞体307上的挂钩305、306在脱扣弹簧130的作用下沿柱塞腔210上的槽道208、209滑动，直至卡接于槽道208、209的末端时，输入组件和输出组件之间保持在相对稳定的断开状态。

以下结合图4至图7描述机芯单元的工作原理及操作过程。其中图4和图5示出了断开状态或脱扣状态，图6示出了复位按压状态，图7示出了闭合状态或复位状态。

首先参见图4和图5，由于磁动块组件300上的柱塞体307与驱动线圈组件200上的柱塞腔210套接，并由挂钩305、306与槽道208、209卡接在一起，在脱扣弹簧130的弹力作用下，使驱动线圈组件200和磁动块组件300保持在彼此远离的位置。火线输出端240和零线输出端230与火线输入端330和零线输入端320处于断开状态，输入端输出端之间电力断开。

当复位按钮110被按压实施复位操作时，如图6中向下的箭头所示，铁芯220克服铁芯弹簧250的弹力并向着磁动块组件300内的永磁体310移动，以使得铁芯头端222与永磁体310在永磁体的磁场作用下吸合在一起，如图7所示。这时，松开复位按钮110，铁芯220在铁芯弹簧250的回弹力的作用下，如图7中向上的箭头所示，铁芯220带动磁动块组件300以及火线输入端330和零线输入端320向着与火线输出端240和零线输出端230闭合的位置移动，并保持在彼此接触闭合的位置，即火线输出端240和零线输出端230与火线输入端330和零线输入端320处于闭合状态，输入端输出端之间电力连通。

在闭合状态下，永磁体310与铁芯头端222的磁吸力为向下的F1，铁芯弹簧250在此位置时的弹力为向上的F2，脱扣弹簧130在此位置时的弹力为向上的F3。这三个力的大小关系为F1大于F2与F3的和。由此，在这三个力的合力作用下，闭合状态能够被稳定地保持。

在闭合状态下，一旦在螺线管202的引脚211、212上接通特定的电流，这时，螺线管202及铁芯头端222产生具有特定大小和方向的磁场，由于这个磁场的磁极被设置为与永磁体310吸合面的磁极相同，永磁体310会受到铁芯头端222的磁场排斥力。在磁场排斥力的作用下，永磁体310带动磁动块组件300及火线输入端330和零线输入端320向着远离火线输出端240和零线输出端230的位置移动，最终在脱扣弹簧130的弹力作用下保持在如图4或图5所示的断开状态。

本公开的机芯单元以较少的部件和紧凑的布局有效实现了复位和脱扣的漏电保护功能，操作简单，整体造型小型化，并可作为模块化产品广泛应用于各种形式的漏电保护装置。

这里应当理解的是，图中所示实施方式仅显示了根据本公开的漏电保护装置的机芯单元的各个可选部件的可选形状、尺寸和布置方式，然而其仅为示意而非限制，在不背离本公开的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。

以上已揭示本公开的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本公开的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本公开的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本公开的保护范围由权利要求所确定。

Claims (13)

1.一种用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述机芯单元包括：

控制电路板；

驱动线圈组件，所述驱动线圈组件与所述控制电路板耦接并至少包括线圈支架以及附接于所述线圈支架上的输入组件或输出组件；

磁动块组件，所述磁动块组件套接于所述驱动线圈组件，并至少包括磁动架以及附接于所述磁动架上的输出组件或输入组件；

其中，所述机芯单元配置为：响应于所述驱动线圈组件相对于所述磁动块组件的移动远离或移动靠近，所述输入组件和所述输出组件之间处于断开状态或闭合状态。

2.根据权利要求1所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述机芯单元还包括脱扣弹簧，所述脱扣弹簧设置在所述驱动线圈组件和所述磁动块组件之间，以保持所述断开状态。

3.根据权利要求2所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述驱动线圈组件还包括布置于所述线圈支架的螺线管，所述螺线管内设有铁芯和套接于所述铁芯的铁芯弹簧，所述铁芯在所述螺线管内的往复移动促使所述输入组件和所述输出组件之间处于所述闭合状态。

4.根据权利要求3所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述螺线管朝向所述磁动块组件的一端设有径向向内突伸的凸肩以支撑所述铁芯弹簧，所述铁芯背离所述磁动块组件的一端设有铁芯帽，所述铁芯弹簧限位于所述凸肩和所述铁芯帽之间。

5.根据权利要求3所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述螺线管接通电流后产生预定方向和强度的磁场，并使得所述铁芯产生相同方向和强度的磁场。

6.根据权利要求5所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述线圈支架朝向所述磁动块组件的一端设有柱塞腔以容置所述磁动块组件，所述柱塞腔的外部两侧分别设有第一靠臂以附接所述输入组件或输出组件。

7.根据权利要求6所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述磁动块组件的所述磁动架包括柱塞体，所述柱塞体至少部分套设于所述柱塞腔内并适于沿所述柱塞腔往复移动，所述柱塞体内固设有永磁体。

8.根据权利要求7所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述永磁体对所述铁芯的磁吸力大于所述铁芯弹簧的弹力与所述脱扣弹簧的弹力之和。

9.根据权利要求7所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述永磁体朝向所述铁芯一侧的磁场极性设置为与所述螺线管接通电流后所述铁芯朝向所述永磁体一侧产生的磁场极性相同。

10.根据权利要求7所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述柱塞体的外壁上设有挂钩，所述柱塞腔的腔壁上设有对应的槽道供所述挂钩滑动并卡接，当所述挂钩在所述脱扣弹簧的作用下卡接于所述槽道的末端时，所述输入组件和所述输出组件之间保持所述断开状态。

11.根据权利要求7所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述磁动架还包括分别设置在所述柱塞体的外部两侧的第二靠臂，以附接所述输出组件或输入组件。

12.根据权利要求11所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述柱塞腔的腔壁上还设有分别与所述第二靠臂对应的限位槽，以限制所述柱塞体沿所述柱塞腔往复移动时转动。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于漏电保护装置的机芯单元，其特征在于，所述机芯单元还包括复位按钮，所述复位按钮邻近所述驱动线圈组件布置，并配置为促使所述驱动线圈组件移动靠近所述磁动块组件。

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