CN221176127U - 一种触头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于低压电器技术领域，公开了一种触头装置，触头装置包括静触组件、动触组件、永磁组件和弹性件，静触组件包括静触头；动触组件包括动触桥以及设置于动触桥上的动触头；永磁组件设置于动触组件沿第一方向背向静触组件的一侧，永磁组件形成有可磁吸动触桥的永久磁场；弹性件与动触桥连接，弹性件使动触桥具有沿第一方向朝向静触头移动的趋势。本实用新型提供的触头装置，当短路电流产生时，动触头与静触头之间可以保持时间更长久的不小于安全开距的距离，且动触桥回弹过程的时间变长，有效避免动触头与静触头之间产生电弧重燃现象，稳定可靠，提高了触头装置短路分断能力和限流能力。

Description

一种触头装置

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种触头装置。

背景技术

触头装置是开关电器的必要组成部分，用于接通、承载和分断开关电器工作时主回路流过的电流。其中，包含这些触头装置的有：断路器、接触器、中间继电器、电动机起动器等产品。

一般而言，触头装置包括至少一个动触头以及相关联的至少一个静触头。产品在正常工作期间，动触桥通过弹簧的挤压使动触头与静触头紧密抵接，以使电流稳定地贯穿该产品的运载路径。在现有的功能中，触头装置除了响应于诸如电流过载、热保护或其他非期望事件的故障情况以外，还响应于诸如关断断路器或中继器或接触器的线圈电压断电的期望事件。当触头分离时产生电弧，电弧会导致装置内部的温度和压力增加，需要熄灭或淬灭以防止触头、产品自身或负载造成损害。

现有技术中，当短路电流产生时，动触桥会在电动斥力的作用下带动动触头与静触头分离，电弧将在触头之间产生、拉长，并在吹弧力的作用下进入栅片被分割成若干个短弧，而后熄灭，且操作机构带动动触头与静触头分断。其中，操作机构的动作要晚于电动斥力的产生，作用于动触桥的电动斥力包括导电回路产生的洛伦磁力以及触头间由于电流收缩产生的霍姆力。

在整个过程的起始阶段，电动斥力和弹簧作用于动触桥的压力决定了动触头相对于静触头的斥开时间和打开速度，对产品的限流性能具有重要的影响。随着霍姆力消失，当弹簧力大于洛伦磁力时动触桥回弹，如操作机构断开动作不及时，动触头与静触头接触或动触头与静触头之间的距离小于安全开距，即到达可击穿的开距，电弧重燃，灭弧失败，产品被烧毁，严重的产生爆炸情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种触头装置，有效防止电弧重燃现象的发生。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种触头装置，包括：

静触组件，包括静触头；

动触组件，包括动触桥以及设置于所述动触桥上的动触头；

永磁组件，设置于所述动触组件沿第一方向背向所述静触组件的一侧，所述永磁组件形成有可磁吸所述动触桥的永久磁场；

弹性件，与所述动触桥连接，所述弹性件使所述动触桥具有沿所述第一方向朝向所述静触头移动的趋势。

可选地，还包括绝缘件，所述绝缘件设置于所述动触桥与所述弹性件之间。

可选地，所述静触头包括：

静触板，包括依次弯折成型的板主体部和第一端板部，所述板主体部上开设有通孔，所述通孔位于所述板主体部远离所述第一端板部的一侧内壁向所述通孔内延伸形成有焊接部；

静触点，与所述焊接部焊接，且所述静触点设置于所述板主体部背向所述第一端板部的一侧。

可选地，还包括：

支持件，所述支持件的第一端设置所述动触桥；

支座架，所述支座架的第一端设置有沿所述第一方向延伸的滑槽，所述滑槽内滑动设置所述支持件。

可选地，所述支持件的第一端沿第二方向间隔设置有两个导向板，两个所述导向板之间滑动设置所述动触桥。

可选地，所述支座架的第二端设置有两个沿第二方向间隔设置的限位竖板以及设置于两个所述限位竖板之间的支撑板，两个所述限位竖板分别与所述支撑板形成有可供对应的所述导向板穿设的通槽。

可选地，所述支座架的第二端设置有凸台和/或筋板，所述支座架可通过所述凸台和/或所述筋板与所述永磁组件卡接。

可选地，所述永磁组件包括：

永磁体，包括沿所述第一方向相对设置的第一面和第二面；

第一磁轭，所述第一磁轭的第一端侧面与所述第一面贴合设置，所述第一磁轭的第二端朝所述动触桥弯折设置；

第二磁轭，所述第二磁轭的第一端侧面与所述第二面贴合设置，所述第二磁轭的第二端朝所述动触桥弯折设置，且所述第一磁轭的第二端和所述第二磁轭的第二端沿第三方向分别位于所述永磁体的两侧。

可选地，所述第一磁轭的第二端和所述第二磁轭的第二端平齐设置，且所述第一磁轭的第二端和所述第二磁轭的第二端均可与所述动触桥接触以形成磁闭环回路。

可选地，还包括：

底座，所述底座内设置所述静触组件、所述动触组件、所述永磁组件和所述弹性件；

灭弧组件，设置于所述底座内。

有益效果：

本实用新型提供的触头装置，当短路电流产生时，动触头在电动斥力的作用下与静触头分离，动触桥在电动斥力和永磁组件的永久磁场的磁吸作用下，相比现有技术，动触头远离静触头的速度更快，且动触头可到达的与静触头之间的距离大于现有技术中的安全开距，安全性能更高。且随着霍姆力消失，洛伦磁力的减弱，动触桥的电动斥力与磁吸力之和小于弹性件对动触桥的压力时，动触桥才会回弹，动触头与静触头之间可以保持时间更长久的不小于安全开距的距离，且动触桥回弹过程的时间变长，有效避免动触头与静触头之间产生电弧重燃现象，稳定可靠，提高了触头装置短路分断能力和限流能力。

附图说明

图1是本实用新型提供的触头装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的触头装置的局部结构示意图；

图3是本实用新型提供的触头装置的局部结构一视角剖视图；

图4是本实用新型提供的静触头的局部剖视图；

图5是本实用新型提供的静触头的结构示意图；

图6是本实用新型提供的触头装置的局部结构另一视角剖视图；

图7是本实用新型提供的动触桥的结构示意图；

图8是本实用新型提供的永磁组件的结构示意图；

图9是本实用新型提供的支座架的结构示意图。

图中：

100、静触组件；101、静触头；110、静触板；1101、通孔；1102、焊接部；111、板主体部；1111、开孔板部；1112、过渡板部；1113、第二端板部；112、第一端板部；120、静触点；

200、动触组件；210、动触桥；211、限位凸起；220、动触头；

300、永磁组件；310、永磁体；311、第一面；312、第二面；320、第一磁轭；321、第一卡接槽；330、第二磁轭；331、第二卡接槽；

400、弹性件；

500、绝缘件；

610、底座；620、灭弧组件；630、引弧板；

700、支持件；710、导向板；711、限位凹槽；

800、支座架；801、滑槽；802、通槽；803、限位通道；810、限位竖板；811、第一凸台；820、支撑板；821、限位柱；822、筋板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

参照图1和图2所示，本实施例提供了一种触头装置，包括静触组件100、动触组件200、永磁组件300和弹性件400，静触组件100包括静触头101；动触组件200包括动触桥210以及设置于动触桥210上的动触头220；永磁组件300设置于动触组件200沿第一方向背向静触组件100的一侧，永磁组件300形成有可磁吸动触桥210的永久磁场；弹性件400与动触桥210连接，弹性件400使动触桥210具有沿第一方向朝向静触头101移动的趋势。其中，图1和图2中的a方向为第一方向。

在本实施例中，当短路电流产生时，动触头220在电动斥力的作用下与静触头101分离，动触桥210在电动斥力和永磁组件300的永久磁场的磁吸作用下，相比现有技术，动触头220远离静触头101的速度更快，且动触头220可到达的与静触头101之间的距离大于现有技术中的安全开距，安全性能更高。示例性地，动触头220与静触头101之间的距离可以大于1.2mm，例如1.5mm、2mm或2.5mm。且随着霍姆力消失，洛伦磁力的减弱，动触桥210的电动斥力与磁吸力之和小于弹性件400对动触桥210的压力时，动触桥210才会回弹，动触头220与静触头101之间可以保持时间更长久的不小于安全开距的距离，且动触桥210回弹过程的时间变长，有效避免动触头220与静触头101之间产生电弧重燃现象，即操作机构可以及时完成断开动作，稳定可靠，提高了触头装置短路分断能力和限流能力。

在本实施例中，动触头220与静触头101接触时，动触桥210与永磁组件300之间的磁吸力最小，可以忽略不计，即不影响触头装置的通电运行。当触头装置通过操作机构正常断开时，随着动触桥210逐渐靠近永磁组件300，永磁组件300对动触桥210的磁吸力越来越大，有利于提高分断速度。当短路电流产生时，随着动触桥210逐渐靠近永磁组件300，永磁组件300对动触桥210的磁吸力越来越大，有利于提高分断速度，提高安全性。

在一种可行的实施方式中，动触桥210至少部分区域的材质为磁性材质，以使永磁组件300的永久磁场可对动触桥210产生磁吸。示例性地，动触桥210可以为钢板、覆铜钢板或铜钢复合板。示例性地，动触桥210可以为复合板，至少包括叠置在一起的由金属铜制成的第一金属层和由金属铁制成的第二金属层。示例性地，动触桥210可以电镀铜或银膜。示例性地，动触桥210可以包括一导电材质构成的导电件以及一磁性材质构成的磁吸件，导电件和磁吸件可以一体成型或装配在一起。

在一种可行的实施方式中，如图2所示，为降低动触桥210向弹性件400传递的热量，于动触桥210与弹性件400之间设置绝缘件500，有效保证弹性件400的稳定性。示例性地，弹性件400可以为弹簧。在本实施例中，绝缘件500可以与动触桥210形成一体结构，即绝缘件500可随动触桥210沿第一方向移动。

于本实施例中，参照图1至图3所示，触头装置包括至少一组触头组件，每组触头组件包括一个静触组件100和一个动触组件200。具体地，每个静触组件100均包括两个静触头101，每个动触组件200均包括一个动触桥210和两个动触头220，当触头装置正常工作时，触头组件闭合，两个动触头220与两个静触头101一一对应接触，形成导电回路。示例性地，当触头组件设置有多组时，多组触头组件沿第二方向间隔设置。示例性地，动触桥210沿第三方向延伸设置，两个动触头220分别位于动触桥210的两端，且两个静触头101沿第三方向间隔设置。其中，图2中的b方向为第二方向，图1和图3中的c方向为第三方向。

于本实施例中，参照图1所示，触头装置还包括底座610和灭弧组件620，底座610内设置静触组件100、动触组件200、永磁组件300和弹性件400；灭弧组件620设置于底座610内，方便组装定位。在本实施例中，底座610承担触头装置的支撑作用，动触头220和静触头101之间的电弧会被吹至灭弧组件620内并被熄灭。其中，灭弧组件620包括多个沿第一方向间隔排布的灭弧栅片。

具体地，每组触头组件均对应两个灭弧组件620，两个灭弧组件620之间设置动触组件200。

在一种可行的实施方式中，两个灭弧组件620之间还设置有引弧板630，引弧板630的两端分别沿第三方向延伸至对应的灭弧组件620背向动触组件200的一侧设置，以将两个灭弧组件620串联起来，有利于提高电弧的电压，利于电弧的切割熄灭。

于本实施例中，参照图1、图4和图5所示，静触头101包括静触板110和静触点120，静触板110包括依次弯折成型的板主体部111和第一端板部112，板主体部111上开设有通孔1101，通孔1101位于板主体部111远离第一端板部112的一侧内壁向通孔1101内延伸形成有焊接部1102；静触点120与焊接部1102焊接，且静触点120设置于板主体部111背向第一端板部112的一侧。其中，通孔1101的内壁和焊接部1102的边缘围合而成U型孔状。在本实施例中，第一端板部112用于连接负载，焊接部1102的设置，可以改变静触板110中电流的流动方向，电流的流动方向如图5中的箭头指向所示，有效增强导电回路中的洛伦磁力，即电动斥力增加，有效缩短动触桥210发生短路后相对于静触组件100的停滞时间，且降低动触桥210起动的动作电流，提高限流能力，加大动触桥210相对于静触组件100的斥开距离，增加电弧电压，以达到更好地灭弧效果。

具体地，板主体部111包括开孔板部1111、过渡板部1112和第二端板部1113，第一端板部112、开孔板部1111、过渡板部1112和第二端板部1113依次弯折成型，第一端板部112和开孔板部1111之间的弯折方向以及开孔板部1111和过渡板部1112之间的弯折方向均与过渡板部1112和第二端板部1113之间的弯折方向相反，以保证板主体部111的紧凑性。其中，开孔板部1111和第一端板部112之间可以平行设置，且开孔板部1111和第一端板部112之间存在间隙。在本实施例中，开孔板部1111上开设通孔1101。

于本实施例中，参照图2、图3、图6和图7所示，触头装置还包括支持件700和支座架800，支持件700的第一端设置动触桥210；支座架800的第一端设置有沿第一方向延伸的滑槽801，滑槽801内滑动设置支持件700。在本实施例中，通过滑槽801导向支持件700沿第一方向的移动，以实现动触桥210沿第一方向的移动，稳定可靠。示例性地，支座架800可以为底座610的一部分，即支座架800和底座610一体成型。

具体地，支持件700的第一端沿第二方向间隔设置有两个导向板710，两个导向板710之间滑动设置动触桥210，以对动触桥210进行沿第二方向的限位。进一步具体地，导向板710上开设有限位凹槽711，动触桥210上设置有限位凸起211，限位凸起211设置于限位凹槽711内，以实现动触桥210沿第三方向的限位，使动触桥210可以更稳定地沿第一方向移动。示例性地，限位凹槽711可以为弧形槽，弹性件400位于限位凹槽711内，通过限位凹槽711可以对弹性件400进行位置限定，以保证弹性件400的稳定性。在本实施例中，操作机构通过抵推支持件700的第二端以实现其分断动作。

具体地，支座架800的第二端设置有两个沿第二方向间隔设置的限位竖板810以及设置于两个限位竖板810之间的支撑板820，两个限位竖板810分别与支撑板820形成有可供对应的导向板710穿设的通槽802，即导向板710可以有较长的延伸长度，使动触桥210相对于导向板710沿第一方向具有较大的滑动范围，有效防止动触桥210脱离导向板710出现翻转的情况。在本实施例中，两个限位竖板810和支撑板820围合成与滑槽801连通设置的限位通道803，动触桥210的两端分别于限位通道803的两端伸出，且弹性件400位于支撑板820与动触桥210之间。其中，弹性件400的第一端抵靠于绝缘件500上，弹性件400的第二端抵靠于支撑板820上。

在一种可行的实施方式中，支撑板820朝向弹性件400的一侧以及绝缘件500朝向弹性件400的一侧均设置有限位柱821，弹性件400套设于限位柱821上，以对弹性件400形成良好的限位，以保证弹性件400的稳定性。

在本实施例中，触头装置在组装时，可以先组装动触组件200、支持件700、弹性件400和支座架800，组装完成后，在弹性件400作用下，动触桥210与支座架800直接接触。

于本实施例中，参照图1、图3、图6和图8所示，永磁组件300包括永磁体310、第一磁轭320和第二磁轭330，永磁体310包括沿第一方向相对设置的第一面311和第二面312；第一磁轭320的第一端侧面与第一面311贴合设置，第一磁轭320的第二端朝动触桥210弯折设置；第二磁轭330的第一端侧面与第二面312贴合设置，第二磁轭330的第二端朝动触桥210弯折设置，且第一磁轭320的第二端和第二磁轭330的第二端沿第三方向分别位于永磁体310的两侧。在本实施例中，永磁体310、第一磁轭320和第二磁轭330形成一U型结构，U型头部可对动触桥210产生磁吸力，以加快短路电流产生时动触桥210朝永磁组件300移动地速度，平衡动触桥210朝静触组件100移动地速度，有效保证动触头220与静触头101接触稳定性。

示例性地，第一磁轭320的第一端的周部以及第二磁轭330的第一端的周部均可与永磁体310的周部平齐设置。可以理解为，第一磁轭320的第一端的端面以及沿第二方向相对的两个边缘面分别与永磁体310对应的周部边缘面平齐设置，第二磁轭330的第一端的端面以及沿第二方向相对的两个边缘面分别与永磁体310对应的周部边缘面平齐设置。

示例性地，第一磁轭320和第二磁轭330均可以弯折成90°设置。

示例性地，第一磁轭320和第二磁轭330的材质均可以为导磁材质。

在一种可行的实施方式中，如图2、图6和图9所示，支座架800的第二端设置有凸台和/或筋板822，支座架800可通过凸台和/或筋板822与永磁组件300卡接。示例性地，第一磁轭320的第二端相对的两侧边缘均设置有第一卡接槽321，第二磁轭330的第二端相对的两侧边缘均设置有第二卡接槽331；限位竖板810上设置有与第一卡接槽321对应卡接的第一凸台811和与第二卡接槽331对应卡接的第二凸台，实现第一磁轭320和第二磁轭330的限位。示例性地，支撑板820背向限位通道803的一侧绕第一方向间隔设置有三个筋板822，三个筋板822之间设置永磁组件300，且筋板822与永磁体310对应侧的边缘贴合设置以形成限位。在本实施例中，通过第一凸台811和第二凸台以及三个筋板822的设计，配合动触桥210与永磁组件300之间的磁吸力，使永磁组件300和支架座之间形成一固定稳定的结构。其中，在不影响磁场性能的情况下，第一磁轭320和第二磁轭330与支架座之间可以通过胶水进一步地固定。

在一种可行的实施方式中，如图3所示，第一磁轭320的第二端和第二磁轭330的第二端平齐设置，即第一磁轭320的第二端与动触桥210之间沿第一方向的距离和第二磁轭330的第二端与动触桥210之间沿第一方向的距离相等，即图3中的尺寸标注a为触头装置分断时动触桥210相对于支座架800移动的行程，尺寸标注b为第一磁轭320的第二端与动触桥210之间沿第一方向的距离或第二磁轭330的第二端与动触桥210之间沿第一方向的距离。在本实施例中，第一磁轭320的第二端和第二磁轭330的第二端可同时与动触桥210接触，有效防止动触桥210倾斜。此外，产生短路电流时，才会出现第一磁轭320的第二端和第二磁轭330的第二端同时与动触桥210接触的瞬时或阶段性现象，第一磁轭320的第二端和第二磁轭330的第二端与动触桥210接触以形成磁闭环回路，此时，永磁组件300对动触桥210的磁吸力最大。

本实施例提供的触头装置不仅可以应用于断路器、接触器、中间继电器、电动机起动器等产品，还可以应用于双断点的开关产品中，例如控制与保护开关设备，也可以应用于其他开关产品中，本申请不做具体限定。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种触头装置，其特征在于，包括：

静触组件(100)，包括静触头(101)；

动触组件(200)，包括动触桥(210)以及设置于所述动触桥(210)上的动触头(220)；

永磁组件(300)，设置于所述动触组件(200)沿第一方向背向所述静触组件(100)的一侧，所述永磁组件(300)形成有可磁吸所述动触桥(210)的永久磁场；

弹性件(400)，与所述动触桥(210)连接，所述弹性件(400)使所述动触桥(210)具有沿所述第一方向朝向所述静触头(101)移动的趋势。

2.根据权利要求1所述的触头装置，其特征在于，还包括绝缘件(500)，所述绝缘件(500)设置于所述动触桥(210)与所述弹性件(400)之间。

3.根据权利要求1所述的触头装置，其特征在于，所述静触头(101)包括：

静触板(110)，包括依次弯折成型的板主体部(111)和第一端板部(112)，所述板主体部(111)上开设有通孔(1101)，所述通孔(1101)位于所述板主体部(111)远离所述第一端板部(112)的一侧内壁向所述通孔(1101)内延伸形成有焊接部(1102)；

静触点(120)，与所述焊接部(1102)焊接，且所述静触点(120)设置于所述板主体部(111)背向所述第一端板部(112)的一侧。

4.根据权利要求1所述的触头装置，其特征在于，还包括：

支持件(700)，所述支持件(700)的第一端设置所述动触桥(210)；

支座架(800)，所述支座架(800)的第一端设置有沿所述第一方向延伸的滑槽(801)，所述滑槽(801)内滑动设置所述支持件(700)。

5.根据权利要求4所述的触头装置，其特征在于，所述支持件(700)的第一端沿第二方向间隔设置有两个导向板(710)，两个所述导向板(710)之间滑动设置所述动触桥(210)。

6.根据权利要求5所述的触头装置，其特征在于，所述支座架(800)的第二端设置有两个沿第二方向间隔设置的限位竖板(810)以及设置于两个所述限位竖板(810)之间的支撑板(820)，两个所述限位竖板(810)分别与所述支撑板(820)形成有可供对应的所述导向板(710)穿设的通槽(802)。

7.根据权利要求4所述的触头装置，其特征在于，所述支座架(800)的第二端设置有凸台和/或筋板(822)，所述支座架(800)可通过所述凸台和/或所述筋板(822)与所述永磁组件(300)卡接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的触头装置，其特征在于，所述永磁组件(300)包括：

永磁体(310)，包括沿所述第一方向相对设置的第一面(311)和第二面(312)；

第一磁轭(320)，所述第一磁轭(320)的第一端侧面与所述第一面(311)贴合设置，所述第一磁轭(320)的第二端朝所述动触桥(210)弯折设置；

第二磁轭(330)，所述第二磁轭(330)的第一端侧面与所述第二面(312)贴合设置，所述第二磁轭(330)的第二端朝所述动触桥(210)弯折设置，且所述第一磁轭(320)的第二端和所述第二磁轭(330)的第二端沿第三方向分别位于所述永磁体(310)的两侧。

9.根据权利要求8所述的触头装置，其特征在于，所述第一磁轭(320)的第二端和所述第二磁轭(330)的第二端平齐设置，且所述第一磁轭(320)的第二端和所述第二磁轭(330)的第二端均可与所述动触桥(210)接触以形成磁闭环回路。

10.根据权利要求1-7任一项所述的触头装置，其特征在于，还包括：

底座(610)，所述底座(610)内设置所述静触组件(100)、所述动触组件(200)、所述永磁组件(300)和所述弹性件(400)；

灭弧组件(620)，设置于所述底座(610)内。