TW201541491A - 具轉動雙接觸系統機構之斷路器 - Google Patents

Abstract

一種具轉動雙接觸系統機構之斷路器，斷路器主要包括有本體、前端子與後端子，而轉動雙接觸系統機構則至少包括轉子座、可動子、長軸組、短軸組與板金彈片組等。當具轉動雙接觸系統機構之斷路器偵測到故障問題，藉由可動子與前端子、後端子間電動斥力作用，以及板金彈片組與可動子、轉子座間的不穩定平衡形態，使得可動子上的可動接點會立即遠離(即跳脫)固定接點，形成斷路藉此保護電器。

Description

具轉動雙接觸系統機構之斷路器

本發明係關於一種斷路器，尤指一種具轉動雙接觸系統機構之斷路器。

具轉動雙接觸系統機構之斷路器(Circuit Breaker，CB)，請參閱圖一所示，為一種過電流保護裝置，可使用於室內配線上使用之總開關與分電流控制開關，是一種保護電器的重要元件，其主要用是作為短路保護和防止嚴重超載。在工業機器上的馬達負載保護也會指定使用具轉動雙接觸系統機構之斷路器做為保護裝置之一。當具轉動雙接觸系統機構之斷路器偵測到短路、漏電、嚴重超載等問題時，具轉動雙接觸系統機構之斷路器可以立即跳脫來保護電器。

此外，要更進一步說明的，目前市面上斷路器的設計至少係由轉子座、兩組並聯彈簧、可動子與插銷等組件所構成。利用兩組並聯彈簧提供拉力，在跳脫時可動子轉動到最終位置後，轉子座之滑動插銷便可與可動子上之溝槽緊扣結合。但其仍有以下缺點：

1.彈簧拉力始終維持單方向力矩，在可動子跳脫後仍具有維持欲復歸之運動趨勢。

2.斷路器經過多次跳脫後，插銷及可動子上之溝槽易磨損，無法緊密扣合。

本發明為解決上述問題，係利用C型之板金彈片來提供拉力，其設計容許彈簧拉力作用線能越過轉動中心到達另一側，使可動子於初始位置時可由逆時針力矩緊靠於接點承靠面(可動子上的可動接點與斷路器上的固定接點抵接導通)，跳脫後於最終位置時由順時針力矩緊靠斷路承靠面(可的側面貼緊於本體10之內側壁上，讓可動子處於固定的狀態)，不需任何扣緊之機構，便可實現穩定平衡。此外，本發明採用之板金彈片相較於傳統的並聯螺旋彈簧，本發明之板金彈片具有製程簡單、作動確實與成本低廉之優勢。

本發明之主要目的，乃在於提供一種具轉動雙接觸系統機構之斷路器，在具轉動雙接觸系統機構之斷路器偵測到故障問題，短路故障電流通過時，可動子與前端子、後端子間電動斥力作用，使得可動子上的可動接點立即遠離(即跳脫)固定接點，形成斷路藉此保護電器。進一步說，即通過具轉動雙接觸系統機構之斷路器的瞬間過電流太大，藉由板金彈片組與可動子、轉子座間的各種不穩定平衡之形態，來對斷路器的跳脫機構進行簡化與改良。

在本發明具轉動雙接觸系統機構之斷路器的實施例中，斷路器主要包括有本體、前端子與後端子，而轉動雙接觸系統機構則至少包括轉子座、可動子、長軸組、短軸組與板金彈片組等。

在上述的實施例中的本體中心處係設置有中心軸桿，而於中心軸桿二側分別設置有左連動軸與右連動軸，此外，上述的前端子係設置於本體前端下方處，且前端子於本體內之一端係具有第一固定接點；上述 的後端子則設置於本體後端上方處，且後端子於本體內之一端具有第二固定接點。

在上述的實施例中的轉子座，其係軸設於中心軸桿上，並位於本體中心位置處，且前述的轉子座上之徑向左右二側上分別具有左卡合部與右卡合部，其中左卡合部具有左連動軸槽與左長軸凹槽，且左長軸凹槽位於左卡合部的端面位置，而右卡合部具有右連動軸槽與右長軸凹槽，且右長軸凹槽位於右卡合部的端面位置，此外，上述的左連動軸係穿設於左連動軸槽中，右連動軸係穿設於右連動軸槽中。

在上述的實施例中的可動子係與轉子座同軸設置於中心軸桿上，可動子並與轉子座連動。此外，前述的可動子具有第一端部及第二端部，而在可動子之徑向左右二側，鄰近於中心軸桿處分別具有左短軸凹槽與右短軸凹槽，前述的第一端部與第二端部則位於可動子軸心徑向之二側，且第一端部上具有第一可動接點，第二端部具有第二可動接點，其中第一可動接點係與第一固定接點對應設置，而第二可動接點係與第二固定接點對應設置。

在上述的實施例中的長軸組係配置於轉子座上，並位於中心軸桿之徑向二側，且長軸組包括有左長軸與右長軸，其中左長軸係軸設於前述轉子座的左長軸凹槽中，而右長軸係軸設於轉子座的右長軸凹槽中。

在上述的實施例中的短軸組，同樣配置於中心軸桿徑向二側之轉子座，且更位於長軸組與中心軸桿之間，此外，短軸組同樣包括有左短軸與右短軸，其中左短軸係軸設於可動子上之左短軸凹槽中，右短軸係軸設於可動子上之右短軸凹槽中。

在上述的實施例中的板金彈片組係設置於轉子座上，且板金彈片組的二端部係分別與長軸組及短軸組連結，藉由長軸組與短軸組相對於板金彈片組之位置，而得以控制板金彈片組之變形，並進一步提供限制轉子座轉動所需之彈性力，以達到控制(固定)轉子座與可動子相對位置之目的。

更進一步地的，在上述的實施例中的板金彈片組係具有第一彈片組與第二彈片組，第一彈片組係具有右長軸組合端與左短軸組合端，其中右長軸組合端係組配於右長軸上，而左短軸組合端係組配於左短軸上，另外，第二彈片組具有右短軸組合端與左長軸組合端，其中右短軸組合端係組配於右短軸，而左長軸組合端係組配於左長軸上。

藉上述實施例中所述構件，當具轉動雙接觸系統機構之斷路器偵測到故障問題，藉由可動子與前端子、後端子間電動斥力作用，以及板金彈片組與可動子、轉子座間的不穩定平衡形態，使得可動子上的可動接點會立即遠離(即跳脫)固定接點，形成斷路藉此保護電器。進一步說，本發明轉動雙接觸系統機構之斷路器，係藉由控制板金彈片組之變形，來提供限制轉子座轉動所需之彈性力，以達到控制可動子、轉子座與前端子、後端子之間相對位置的要求。

為讓本發明之目的、特徵和優點能使該領域具有通常知識者更易理解，下文舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

10‧‧‧斷路器

20‧‧‧本體

21‧‧‧中心軸桿

22‧‧‧左連動軸

23‧‧‧右連動軸

30‧‧‧前端子

31‧‧‧第一固定接點

40‧‧‧後端子

41‧‧‧第二固定接點

50‧‧‧轉子座

51‧‧‧左卡合部

511‧‧‧左連動軸槽

512‧‧‧左長軸凹槽

52‧‧‧右卡合部

521‧‧‧右連動軸槽

522‧‧‧右長軸凹槽

60‧‧‧可動子

61‧‧‧第一端部

611‧‧‧第一可動接點

612‧‧‧第二可動接點

62‧‧‧第二端部

63‧‧‧左短軸凹槽

64‧‧‧右短軸凹槽

70‧‧‧長軸組

71‧‧‧左長軸

72‧‧‧右長軸

80‧‧‧短軸組

81‧‧‧左短軸

82‧‧‧右短軸

90‧‧‧板金彈片組

91‧‧‧第一彈片組

911‧‧‧右長軸組合端

912‧‧‧左短軸組合端

92‧‧‧第二彈片組

921‧‧‧右短軸組合端

922‧‧‧左長軸組合端

d1、d2‧‧‧肉厚

圖一係本發明具轉動雙接觸系統機構之斷路器立體剖面示意圖。

圖二係本發明轉動雙接觸系統機構立體分解示意圖。

圖三係本發明轉動雙接觸系統機構之第一種作動形態示意圖。

圖四係本發明轉動雙接觸系統機構之第二種作動形態示意圖。

圖五係本發明轉動雙接觸系統機構之第三種作動形態示意圖。

圖六係本發明轉動雙接觸系統機構之第四種作動形態示意圖。

圖七A係本發明板金彈片組之作動狀態示意圖一。

圖七B係本發明板金彈片組之作動狀態示意圖二。

圖七C係本發明板金彈片組之作動狀態示意圖三。

圖八係本發明可動子之第一實施例示意圖。

圖九係本發明可動子之第二實施例示意圖。

請同時參閱圖一至圖二所示，係本發明具轉動雙接觸系統機構之斷路器立體剖面示意圖，與本發明轉動雙接觸系統機構之立體分解示意圖，如圖所示：本發明之具轉動雙接觸系統機構之斷路器，其中斷路器10至少包括有本體20、前端子30與後端子40，而轉動雙接觸系統機構則至少包括轉子座50、可動子60、長軸組70、短軸組80與板金彈片組90等組件，為清楚說明本發明各構件間的關係，以下分別就各構件進行說明。

首先說明本體20，其中心處係設置有中心軸桿21，而於中心軸桿21二側分別設置有左連動軸22與右連動軸23，此外，上述的前端子30，係設置於本體20前端下方處，且前端子30於本體20內之一端係具有第一固定接點31；上述的後端子40則設置於本體20後端上方處，且後端子40於本體20內之一端具有第二固定接點41，其中前述的第一固定接點31與第二固定接點 41係用於與可動子60電性連接。

接著說明上述的轉子座50，其係軸設於中心軸桿21上，並位於本體20中心位置處，且前述的轉子座50上之徑向左右二側上分別具有左卡合部51與右卡合部52，其中左卡合部51具有左連動軸槽511與左長軸凹槽512，且左長軸凹槽512位於左卡合部51的端面位置，而右卡合部52具有右連動軸槽521與右長軸凹槽522，且右長軸凹槽522位於右卡合部52的端面位置，要進一步說明的是，左長軸凹槽512位於左卡合部51的端面位置與右長軸凹槽522位於右卡合部52的端面位置，是指在如圖一的剖面圖示中，左長軸凹槽512係位於左卡合部51的端部處，而在立體的構成位置係延伸至轉子座50的二側內面上，同理，在如圖一的剖面圖示中，右長軸凹槽522位於右卡合部52的端部處，而立體的構成位置同樣係延伸至轉子座50的二側內面上(如圖二所示)。此外，上述的左連動軸22係穿設於左連動軸槽511中，右連動軸23係穿設於右連動軸槽521中。

可動子60係與轉子座50同軸設置於中心軸桿21上，並與轉子座50連動，且位於可動子60之徑向左右二側，鄰近於中心軸桿21處分別具有左短軸凹槽63與右短軸凹槽64，而前述的可動子60係至少具有第一端部61及第二端部62，其中第一端部61與第二端部62係位於可動子60軸心徑向之二側，且第一端部61上具有第一可動接點611，第二端部62具有第二可動接點612，此外，第一可動接點611係與第一固定接點31對應設置，而第二可動接點612係與第二固定接點32對應設置。

長軸組70係配置於轉子座50上，並位於中心軸桿21之徑向二側，且長軸組70包括有左長軸71與右長軸72，其中左長軸71係軸設於前述轉 子座50的左長軸凹槽512中，而右長軸72係軸設於轉子座50的右長軸凹槽522中。另外，上述的短軸組80，同樣配置於中心軸桿21徑向二側之轉子座50，且更位於長軸組70與中心軸桿21之間，此外，短軸組80同樣包括有左短軸81與右短軸82，其中左短軸81係軸設於可動子60上之左短軸凹槽63中，右短軸82係軸設於可動子60上之右短軸凹槽64中。

最後，上述的板金彈片組90係設置於轉子座5o上，且板金彈片組90的二端部係分別與長軸組70及短軸組80連結，藉由長軸組70與短軸組80相對於板金彈片組90之位置，而得以控制板金彈片組90之變形，並進一步提供限制轉子座50轉動所需之彈性力，以達到固定轉子座50與可動子60之目的。更進一步地的，前述的板金彈片組90係具有第一彈片組91與第二彈片組92，第一彈片組91係具有一右長軸組合端911與一左短軸組合端912，其中右長軸組合端911係組配於右長軸72上，而左短軸組合端912係組配於左短軸81上，另外，第二彈片組92具有右短軸組合端921與左長軸組合端922，其中右短軸組合端921係組配於右短軸82，而左長軸組合端922係組配於左長軸71上。

為更清楚說明本發明轉動雙接觸系統機構之作動形態，請共同參閱圖三、圖四、圖五、圖六，首先請參閱圖三係本發明轉動雙接觸系統機構之第一種作動形態示意圖，如圖所示：第一種作動狀態為「Trip(跳脫)狀態」，在此狀態下為斷路器之機構部件為Trip狀態，帶動左連動軸22與右連動軸23轉動轉子座50至Trip位置，要特別說明的是，在本狀態下，轉子座50係緊抵於可動子60上，更清楚地說，左卡合部51與右卡合部52的端面係緊抵於可動子60的一側面，使可動子60的另一側面貼緊於本體10之內側壁 上，讓可動子60處於固定的狀態。

請參閱圖四係本發明轉動雙接觸系統機構之第二種作動形態示意圖，如圖所示：第二種作動狀態為「不穩定狀態」，在此狀態下長軸組70與短軸組80呈一直線的狀態，會達到一個不穩定平衡，且可動子60未抵靠於本體10之內側壁上，可動子60處於可活動的狀態。

請參閱圖五係本發明轉動雙接觸系統機構之第三種作動形態示意圖，如圖所示：第三種作動狀態為「On狀態/通電位置」，在此狀態下，斷路器之機構部件為On(通電)狀態，也就是斷路器之機構部件由Trip位置投入至On位置，此時第一可動接點611與第一固定接點31抵接導通，而第二可動接點612亦與第二固定接點32抵接導通。

請參閱圖六係本發明轉動雙接觸系統機構之第四種作動形態示意圖，如圖所示：第四種作動狀態為「On狀態/斷電位置」，此狀態為發生短路時，斷路器斥開，藉由板金彈片組90將可動子60推向本體10的內側壁，使可動子60的側面貼緊於本體10之內側壁上，讓可動子60處於固定的狀態，無法作動，要特別說明的是，在此跳脫態樣下，左連動軸22與右連動軸23的兩軸連線與水平線間具有一個夾角角度，在本實施例中約為32度。

由於本發明轉動雙接觸系統機構之作動形態，係藉由板金彈片組90來操作控制，故以下再針對板金彈片組90的作動情形進行說明，請共同參閱圖七A、圖七B、圖七C，請先參閱圖七A，此狀態為「跳脫前(穩定)」的態樣，在此一狀態下，板金彈片組90的力作用線(實線)在轉動中心(虛線)右側，形成順時針力矩使可動子60分別與本體20內的第一固定接點31、第二固定接點41抵接(請共同參閱圖五)。請參閱圖七B，此狀態為「跳脫後(不穩 定)」的態樣，力作用線(實線)與轉動中心(虛線)共線，無力矩產生，此時為不穩定平衡。請參閱圖七C，此狀態為「跳脫後(穩定)」的態樣，力作用線(實線)在轉動中心(虛線)左側，形成逆時針力矩使可動子60緊貼抵靠於本體10之內側壁上(請共同參閱圖六)，可動子60處於固定(不可活動)的狀態。

請共同參閱圖八、圖九，其中圖八係本發明可動子之第一實施例示意圖，圖九係本發明可動子之第二實施例示意圖，由圖示中可看出，在第一實施例中可動子60的肉厚d1與第二實施例中可動子的肉厚d2不同，在本發明中亦可依斷路器的電流量不同而使用不同肉厚的可動子60，更進一步說，由於可動子60的面積與肉厚會決定斷路器的電流量，故只需確保可動子60的截面積為一定大小以上即可，可動子60的形狀部分則無特別要求，如此一來，可動子60可配合其他零組件設計形狀，以因應多樣化的需求。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用於限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧斷路器

20‧‧‧本體

21‧‧‧中心軸桿

22‧‧‧左連動軸

23‧‧‧右連動軸

30‧‧‧前端子

31‧‧‧第一固定接點

40‧‧‧後端子

41‧‧‧第二固定接點

51‧‧‧左卡合部

511‧‧‧左連動軸槽

512‧‧‧左長軸凹槽

52‧‧‧右卡合部

521‧‧‧右連動軸槽

522‧‧‧右長軸凹槽

60‧‧‧可動子

61‧‧‧第一端部

611‧‧‧第一可動接點

612‧‧‧第二可動接點

62‧‧‧第二端部

63‧‧‧左短軸凹槽

64‧‧‧右短軸凹槽

70‧‧‧長軸組

71‧‧‧左長軸

72‧‧‧右長軸

80‧‧‧短軸組

81‧‧‧左短軸

82‧‧‧右短軸

91‧‧‧第一彈片組

92‧‧‧第二彈片組

Claims (5)

1. 一種具轉動雙接觸系統機構之斷路器，包括：一本體，具有一中心軸桿；一前端子，設置於該本體前端下方處，且該前端子於該本體內之一端具有一第一固定接點；一後端子，設置於該本體後端上方處，且該後端子於該本體內之一端具有一第二固定接點；一轉子座，軸設於該中心軸桿上，並位於本體中心位置處，且該轉子座上之徑向左右二側上分別具有一左卡合部與一右卡合部，而該左卡合部具有一左連動軸槽與一左長軸凹槽，且該左長軸凹槽位於該左卡合部的端面位置，該右卡合部具有一右連動軸槽與一右長軸凹槽，且該右長軸凹槽位於該右卡合部的端面位置；一可動子，係與該轉子座同軸設置於該中心軸桿上，且該可動子之徑向左右二側鄰近於該中心軸桿處，分別具有一左短軸凹槽與一右短軸凹槽，此外，該可動子還具有一第一端部及一第二端部，其中該第一端部與該第二端部係位於該可動子軸心徑向之二側，且該第一端部上具有一第一可動接點，該第二端部具有一第二可動接點；一長軸組，係配置於該轉子座上，並位於該中心軸桿之徑向二側，該長軸組包括有一左長軸與一右長軸，其中該左長軸並軸設於該側轉子座上之該左長軸凹槽中，該右長軸並軸設於該側轉子座上之該右長軸凹槽中；一短軸組，係配置於該轉子座上，並位於該長軸組與該中心軸桿之間，且該短軸組包括有一左短軸與一右短軸，其中該左短軸並軸設於該左短軸凹槽中，該右短軸並軸設於該右短軸凹槽中； 一板金彈片組，設置於該轉子座上，且該板金彈片組的二端部係分別與該長軸組及該短軸組連結，藉由該長軸組與該短軸組相對於該板金彈片組之位置，而得以控制該板金彈片組之變形，並進一步提供限制該轉子座轉動所需之彈性力，以達到固定該轉子座與該可動子之目的。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具轉動雙接觸系統機構之斷路器，其中該板金彈片組係具有一第一彈片組與一第二彈片組，該第一彈片組具有一右長軸組合端與一左短軸組合端，其中該右長軸組合端係組配於該右長軸，而該左短軸組合端係組配於該左短軸上，該第二彈片組具有右短軸組合端與一左長軸組合端，其中該右短軸組合端係組配於該右短軸，而該左長軸組合端係組配於該左長軸上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具轉動雙接觸系統機構之斷路器，其中該本體更包括有一左連動軸與一右連動軸，且該左連動軸係穿設於該左連動軸槽中，該右連動軸係穿設於該右連動軸槽中。
4. 如申請專利範圍第1項所述的具轉動雙接觸系統機構之斷路器，其中該第一可動接點係與該第一固定接點對應設置，而該第二可動接點係與該第二固定接點對應設置。
5. 如申請專利範圍第2項所述的具轉動雙接觸系統機構之斷路器，其中該鎖固部件更包括有一結合件與一鎖頭，該結合件係組裝於該上座體內，而該鎖定件係組合於該結合件的一側，該鎖頭則組合於該結合件的另外一側，並外露於該上座體外。