TWI696204B - 電氣開關設備以及用於該電氣開關設備的極軸掣子組件 - Google Patents

電氣開關設備以及用於該電氣開關設備的極軸掣子組件 Download PDF

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Abstract

本案係關於一種用於諸如斷路器之電氣開關設備的極軸掣子組件。該斷路器包括：殼體；由該殼體圍封之可分離觸點；以及用於打開及關閉該等可分離觸點之操作機構。該操作機構包括可樞轉地耦接至該殼體之極軸及耦接至該極軸之軛組件。該極軸掣子組件包括掣子臂。該掣子臂在嚙合位置與脫離位置之間移動，在該嚙合位置中，該掣子臂嚙合該軛組件以限制該軛組件及該極軸之運動，且在該脫離位置中，該掣子臂脫離該軛組件。偏置元件將該掣子臂朝該脫離位置偏置。觸發器將該軛組件之運動轉化為該掣子臂之運動。

Description

電氣開關設備以及用於該電氣開關設備的極軸掣子組件
本文所揭示概念大體而言係關於電氣開關設備，且更特定言之係關於諸如斷路器之電開關設備。本文所揭示概念亦係關於用於斷路器之極軸掣子組件。
諸如斷路器之電氣開關設備為電氣系統提供針對電氣故障狀況之保護，該等電氣故障狀況諸如電流過載、短路、異常電壓以及其他故障狀況。通常，斷路器包括操作機構，該操作機構回應於此類故障狀況以打開電氣觸點組件來中斷穿過電氣系統之導體的電流之流動。
舉例而言，一些模壓盒式斷路器使用具有兩個零件之模壓殼體，該等兩個零件包括第一半零件或前部零件(例如模壓覆蓋物)，及第二半零件或後部零件(例如模壓基底)。用於此類斷路器之操作機構往往安裝至殼體之前部零件，且通常包括操作手柄及/或(多個)按鈕，該(等)按鈕在一個端部處可自模壓殼體之外部觸及，且在另一個端部處耦接至可樞轉極軸。極軸具有回應於比較高的電流中斷以反彈(例如向後旋轉)之傾向。需要防止此類反彈。然而，存在若干獨特的設計挑戰來併入用於防止此類反彈之適宜機構。例如，在一些模壓盒式斷路器中靠近極軸之可用空間極少。
因此，在電氣開關設備中及在用於該電氣開關設備的極軸掣子組件中存在改良之空間。
此等需要及其他需要藉由所揭示概念之實施例滿足，該等實施例針對用於諸如斷路器之電氣開關設備的極軸掣子組件。
作為所揭示概念之一個觀點，極軸掣子組件經提供用於電氣開關設備。該電氣設備包含：殼體；由該殼體圍封之可分離觸點；以及用於打開及關閉該等可分離觸點之操作機構。該操作機構包括可樞轉地耦接至該殼體之極軸及耦接至該極軸之軛組件。
該極軸掣子組件包含：掣子臂，其經構造以與軛組件配合，該掣子臂在嚙合位置與脫離位置之間移動，在該嚙合位置中，該掣子臂嚙合軛組件以限制該軛組件之運動，且在該脫離位置中，該掣子臂脫離該軛組件；偏置元件，其將該掣子臂朝脫離位置偏置；以及觸發器，其與掣子臂配合，該觸發器經構造以將軛組件之運動轉化為該掣子臂之運動。
作為所揭示概念之另一個觀點，電氣開關設備包含：殼體；由該殼體圍封之可分離觸點；用於打開及關閉該等可分離觸點之操作機構，該操作機構包括可樞轉地耦接至該殼體之極軸及耦接至該極軸之軛組件；且極軸掣子組件包含：掣子臂，其與軛組件配合，該掣子臂在嚙合位置與脫離位置之間移動，在該嚙合位置中，該掣子臂嚙合軛組件以限制該軛組件之運動，且在該脫離位置中，該掣子臂脫離該軛組件；偏置元件，其將該掣子臂朝脫離位置偏置；以及觸發器，其與掣子臂配合，該觸發器經構造以將軛組件之運動轉化為該掣子臂之運動。
2:斷路器
4:殼體
6:可分離觸點
8:可分離觸點
10:操作機構
12:極軸
20:肘節組件
100:極軸掣子組件
102:掣子臂
104:安裝部分
106:掣子部分
108:第一平面構件
110:第二平面構件
112:掣子銷
120:彈簧孔隙
130:通孔
132:通孔
134:緊固件組件
136:螺栓
138:墊圈
140:扭力彈簧
142:線圈
144:第一支腿
146:第二支腿
180:觸發器
182:致動部分
184:觸發部分
186:樞軸構件
200:軛組件
202:第一端部
204:第二端部
206:第一側面
208:第二側面
210:突出部
212:第一邊緣
214:第二邊緣
220:彈簧座
230:樞軸部分
300:箭頭
400:箭頭
500:箭頭
600:箭頭
當結合附圖閱讀時，可自較佳實施例之以下描述得到所揭示概念之完全瞭解，其中：圖1為根據所揭示概念之實施例之斷路器及用於該斷路器的極軸掣子組件之部分分解立體圖；圖2為圖1之斷路器及用於該斷路器的以關閉及卸載位置展示之極軸掣子組件之組裝立體圖；圖3A為圖2之斷路器之一部分及用於該斷路器的極軸掣子組件之放大立體圖；圖3B為圖3A之斷路器之部分及用於該斷路器的極軸掣子組件之放大立體圖，該放大等角視圖經修改以展示對應於該斷路器被打開及卸載之極軸掣子組件；圖4為圖2之斷路器及用於該斷路器的以關閉位置展示之極軸掣子組件之側視圖；圖5為圖4之斷路器及用於該斷路器的以部分打開位置展示之極軸掣子組件之側視圖；圖6為圖5之斷路器及用於該斷路器的以打開位置展示之極軸掣子組件之側視圖；圖7為圖6之斷路器及用於該斷路器的極軸掣子組件之側視圖，該極軸掣子組件以打開位置展示且其中掣子臂設置於嚙合位置；以及圖8為圖7之斷路器及用於該斷路器的極軸掣子組件之側視圖，該極軸掣子組件以打開位置展示且其中掣子臂限制軛組件之運動。
為例示之目的，所揭示概念之實施例將經展示及描述為應用於低電壓模壓盒式斷路器，但將顯而易見，該等實施例亦可應用於除低電壓模壓盒式斷路器以外及除低電壓電氣開關設備以外之多種電氣開關設備(例如但不限於電路開關裝置及諸如接觸器、馬達起動器、馬達控制器以及其他負載控制器之其他電路斷續器)，但。
本文使用之方向性片語，例如左、右、順時針、逆時針、頂部、底部以及其衍生詞係關於圖式中展示之元件的定向且不限制申請專利範圍，除非在該等申請專利範圍中明確詳述。
如本文所使用，「軛」及「軛組件」等詞分別指代任何已知或適宜的部件或組件，該部件或組件經構造以便於電氣開關設備之極軸之運動，例如以便按需打開、關閉或跳閘斷開該電氣開關設備之可分離電觸點。
如本文所使用，「緊固件」及「緊固件組件」等詞指代一或多個任何已知或適宜的元件，該元件/該等元件經使用以將兩個或兩個以上部件相互連接、緊固、固定或擰緊，且明確包括但不限於鉚釘、銷、螺絲、螺栓以及螺栓、墊圈與螺帽(例如但不限於鎖定螺帽)之適宜組合。
如本文所使用，兩個或兩個以上零件相互「耦接」之陳述應意謂該等零件直接或經由一或多個中間零件相互結合。
如本文所使用，「數目(number)」一詞應意謂一個或大於一個(亦即多個)之整數。
圖1及圖2展示諸如低電壓斷路器2之電氣開關設備及用於 該電氣開關設備之極軸掣子組件100(在圖1中以分解圖展示)。斷路器2包括殼體4、由殼體4圍封之可分離觸點(參見例如圖4至圖8中展示之靜觸點6及可移動觸點8)以及用於打開及關閉可分離觸點6、8之操作機構10。操作機構10包括可樞轉地耦接至殼體4之極軸12(圖4至圖8中最清楚地展示)以及耦接至極軸12之軛組件200。
極軸12及耦接至該極軸之軛組件200可於第一位置(圖2及圖4)與第二位置(圖5至圖8)間移動，該第一位置對應於經關閉之可分離觸點6、8(圖4)，該第二位置對應於經打開之可分離觸點6、8。如圖1之分解圖中最清楚地展示，實例軛組件200包括：第一端部202，該第一端部耦接至極軸12且藉助於肘節組件20(圖4至圖8)間接地耦接至可分離觸點6、8(圖4至圖8)；以及第二端部204，該第二端部經設置以與第一端部202對置且位於其遠端。第一側面206自第一端部202朝第二端部204延伸，且第二側面208經設置以與第一側面206對置。突出部210自第一側面206突出，且包括第一邊緣212及第二邊緣214。本文展示及描述之軛組件200進一步包括彈簧座220，該彈簧座設置於第二端部204處或該第二端部附近。然而，應瞭解，在不脫離所揭示概念之範疇的情況下，軛組件200及單個部件(例如但不限於側面206、208；彈簧座220)可包含任何已知或適宜的替代配置(未展示)。
繼續參照圖1及圖2，且亦參照圖3A及圖3B，將理解，實例極軸掣子組件100包括掣子臂102。掣子臂102經構造以與軛組件200配合，如將在本文中更詳細地描述。特定而言，掣子臂102可於例如圖7及圖8中展示之嚙合位置與圖2、圖3A、圖3B以及圖4至圖6中展示之脫離位 置之間移動，從而容許軛組件200及極軸12之運動，在該嚙合位置中，掣子臂102嚙合軛組件200，以限制軛組件200及耦接至該軛組件之極軸12之運動，且在該脫離位置中，掣子臂102脫離軛組件200。在本文展示及描述之實例中為扭力彈簧140之偏置元件將掣子臂102朝脫離位置偏置(圖2至圖6)。觸發器180與掣子臂102及軛組件200配合，以在操作掣子臂102期間實現所需之運動。換言之，觸發器180經構造以將軛組件200之運動轉化為掣子臂102之運動，如吾人相關於圖4至圖8在本文中更詳細地描述。
如圖1中最清楚地展示，實例極軸掣子組件100之掣子臂102包括安裝部分104及掣子部分106，該掣子部分經設置以與安裝部分104對置且位於其遠端。安裝部分104可樞轉地耦接至軛組件200且詳言之，耦接至前述彈簧座220之樞軸部分230，但將瞭解，在不脫離所揭示概念之範疇的情況下，該安裝部分可以任何已知或適宜之替代方式(未展示)安裝。如例如在圖3A及圖3B之放大圖中所展示，前述觸發器180嚙合掣子部分106，以使掣子臂102朝嚙合位置移動(圖7及圖8)。掣子臂102包括對置地設置且彼此間隔開的第一平面構件108及第二平面構件110。在本文展示及描述之實例中為掣子銷112之橫樑在掣子臂102之掣子部分106處或該掣子部分附近延伸於第一平面構件108與第二平面構件110之間。因此，將瞭解，軛組件200之部分及觸發器180延伸進入掣子臂102。即，該軛組件之部分及該觸發器延伸於第一相對平面構件108與第二相對平面構件110之間(參見例如在第一平面構件208後面所展示之軛組件側面206之突出部210及觸發器180之觸發部分184，該第一平面構件以在圖3A及圖3B中畫出之假想線展示)。
觸發器180較佳包括致動部分182及觸發部分184。致動部分182經構造以由突出部210之第一邊緣212來嚙合，該第一邊緣自軛組件200之第一側面206延伸(參見例如圖5及圖6)。特定而言，在操作中，當極軸12樞轉(例如在自圖6之視角的箭頭300之方向上逆時針旋轉)時軛組件移動(例如在自圖6之視角的箭頭400之方向上向左移動)，其引起軛組件突出部210之第一邊緣212嚙合觸發器180之致動部分182。作為回應，觸發器180圍繞樞軸構件186樞轉(例如在自圖6之視角的箭頭500之方向上逆時針旋轉)，其引起觸發器180之觸發部分184嚙合掣子臂102之掣子銷112，從而使掣子臂102樞轉(例如在自圖6之視角的箭頭600之方向上順時針旋轉)。換言之，如圖3A及圖3B中最清楚地展示，觸發部分184延伸於第一平面構件108與第二平面構件110之間，以嚙合掣子銷112且將掣子臂102朝圖7及圖8之嚙合位置樞轉(例如在自圖6之視角的箭頭600之方向上順時針旋轉)。在此嚙合位置(參見圖7與圖8)中，掣子銷112經定位以與軛組件突出部210之第二邊緣214配合，從而阻止軛組件200(且詳言之，極軸12)不當地反彈(例如自圖7及圖8之透視順時針旋轉)。特定而言，如圖8所展示，突出部210，且詳言之，該突出部之第二邊緣214，於掣子臂102之第一平面構件108與第二平面構件110之間嚙合掣子臂102之掣子銷112，以便限制(例如防止)此類不當的反彈運動。
將參照圖4至圖8之順序圖進一步瞭解實例極軸掣子組件100之此類操作，其中斷路器殼體4以假想線展示，該假想線畫出以例示操作期間內部部件之各種位置。更特定而言，當在比較高的電流中斷期間啟動時，掣子臂102之慣性克服扭力彈簧140之偏置且行進至軛組件200與該 扭力彈簧接觸之距離之外。僅在較高電流(較快打開速度)發生之此超行程將掣子臂102移動(亦即，定位)至嚙合位置，該掣子臂在該嚙合位置保持足夠長之時間以停止反彈，如圖8所展示。反彈能量消失後，扭力彈簧140隨即重設掣子組件100，從而允許斷路器2再次關閉。
再次參照圖1，且亦參照圖2至圖8，將瞭解，掣子臂102之第一平面構件108及第二平面構件110分別包括通孔130、132。彈簧座220之前述樞軸部分230延伸穿過通孔130、132，且穿過扭力彈簧140之線圈142(圖4至圖8中最清楚地展示)。扭力彈簧140之第一支腿144在該第一平面構件之彈簧孔隙120處或該彈簧孔隙附近嚙合第一平面構件108，且扭力彈簧140之第二支腿146嚙合斷路器殼體4之一部分。因此，將瞭解，扭力彈簧140提供掣子臂102朝圖4至圖6之脫離位置的前述偏置。
如圖1至圖3B所展示，本文展示及描述之實例中之掣子臂102進一步包括緊固組件134。特定而言，如圖1最清楚地展示，緊固件組件134包括螺栓136及墊圈138。螺栓136延伸穿過墊圈138及扭力彈簧140之線圈142以將掣子臂102固定(例如緊固)至彈簧座220。
因此，將瞭解，所揭示概念之極軸掣子組件100提供用於阻止極軸12之不當反彈之有效機構，例如在當斷路器2由於比較高的電流中斷而打開(參見例如圖5至圖8)後。極軸掣子組件100使用獨特的掣子臂102及觸發器180佈置以將軛組件200之運動轉化為掣子臂102之所需對應運動，以有效地達成此目的。因此，儘管鄰近極軸12之空間非常有限，但所揭示之極軸掣子組件100有效地阻止極軸12之不當的或非期望的旋轉(例如反彈)。
雖然已詳細描述所揭示概念之特定實施例，但所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解，可按照本揭示內容之所有教示來形成對彼等細節之各種修改及替代。因此，所揭示之特定佈置僅意欲為例示性且不限制所揭示概念之範疇，該範疇被賦予所附申請專利範圍之完全廣度及其任何及所有等效物。
2:斷路器
4:殼體
10:操作機構
12:極軸
100:極軸掣子組件
102:掣子臂
104:安裝部分
106:掣子部分
108:第一平面構件
110:第二平面構件
112:掣子銷
120:彈簧孔隙
130:通孔
132:通孔
134:緊固件組件
136:螺栓
138:墊圈
140:扭力彈簧
142:線圈
144:第一支腿
146:第二支腿
180:觸發器
182:致動部分
184:觸發部分
186:樞軸構件
200:軛組件
202:第一端部
204:第二端部
206:第一側面
208:第二側面
210:突出部
212:第一邊緣
214:第二邊緣
220:彈簧座
230:樞軸部分

Claims (20)

  1. 一種用於一電氣開關設備的極軸掣子組件，該電氣開關設備包含：一殼體；可分離觸點，其由該殼體圍封；以及一操作機構，其用於打開及關閉該等可分離觸點，該操作機構包括：一極軸，其可樞轉地耦接至該殼體；以及一軛組件，其耦接至該極軸，該極軸掣子組件包含：一掣子臂，其建構成與該軛組件配合，該掣子臂在一嚙合位置與一脫離位置之間移動，在該嚙合位置中，該掣子臂嚙合該軛組件以限制該軛組件及該極軸之運動，且在該脫離位置中，該掣子臂脫離該軛組件；一偏置元件，其將該掣子臂朝該脫離位置偏置；以及一觸發器，其與該掣子臂配合，該觸發器經構造以將該軛組件之運動轉化為該掣子臂之運動。
  2. 如申請專利範圍第1項之極軸掣子組件，其中該掣子臂包含一安裝部分及一掣子部分，該掣子部分經設置以與該安裝部分對置且位於其遠端；其中該掣子臂經構造以相對於該軛組件圍繞該安裝部分樞轉；且其中該觸發器嚙合該掣子部分以使該掣子臂朝該嚙合位置移動。
  3. 如申請專利範圍第2項之極軸掣子組件，其中該掣子臂進一步包含一第一平面構件、一第二平面構件以及一橫樑；其中該第二平面構件經設置以與該第一平面構件對置且與該第一平面構件間隔開；且其中該橫樑在該掣子部分處或該掣子部分附近延伸於該第一平面構件與該第二平面構件之間。
  4. 如申請專利範圍第3項之極軸掣子組件，其中該觸發器包含一致動部分及一觸發部分；其中該致動部分經構造以與該軛組件配合，以使該觸 發器樞轉；其中該觸發部分延伸於該第一平面構件與該第二平面構件之間；且其中，回應於該軛組件使該觸發器樞轉，該觸發部分嚙合該橫樑且使該掣子臂朝該嚙合位置樞轉。
  5. 如申請專利範圍第4項之極軸掣子組件，其中該觸發器進一步包含一樞軸構件，該樞軸構件經構造以將該觸發器可樞轉地耦接至該殼體。
  6. 如申請專利範圍第4項之極軸掣子組件，其中該軛組件包含：一第一端部，其耦接至該極軸；一第二端部，其經設置以與該第一端部對置且位於其遠端；一第一側面；一第二側面，其經設置以與該第一側面對置；以及一突出部，其自該第一側面突出；其中該突出部具有一第一邊緣及一第二邊緣；且其中該突出部之該第一邊緣經構造以嚙合該觸發器之該致動部分，以使該觸發器樞轉。
  7. 如申請專利範圍第6項之極軸掣子組件，其中該橫樑為一掣子銷；其中該突出部之一部分經構造以延伸於該第一平面構件與該第二平面構件之間；且其中，當該掣子臂設置在該嚙合位置時，該掣子銷經構造以嚙合該突出部之該第二邊緣，以防止該軛組件及該極軸反彈。
  8. 如申請專利範圍第7項之極軸掣子組件，其中該軛組件進一步包含一彈簧座；其中該彈簧座包括一樞軸部分；其中該偏置元件為一扭力彈簧，該扭力彈簧具有若干線圈、一第一支腿以及一第二支腿；其中該掣子臂之該第一平面構件包括一彈簧孔隙；其中該彈簧座之該樞軸部分延伸穿過該等若干線圈；其中該第一支腿在該彈簧孔隙處或該彈簧孔隙附近嚙合該第一平面構件；且其中該第二支腿經構造以嚙合該殼體之一部分。
  9. 如申請專利範圍第8項之極軸掣子組件，其中該第一平面構件及該 第二平面構件各包括一通孔；且其中該彈簧座之該樞軸部分延伸穿過該第一平面構件之該通孔及該第二平面構件之該通孔。
  10. 如申請專利範圍第8項之極軸掣子組件，其中該掣子臂進一步包含一緊固件組件，該緊固件組件經構造以將該扭力彈簧緊固至該第一平面構件。
  11. 一種電氣開關設備，其包含：一殼體；可分離觸點，其由該殼體圍封；一操作機構，其用於打開及關閉該等可分離觸點，該操作機構包括：一極軸，該極軸可樞轉地耦接至該殼體；以及一軛組件，其耦接至該極軸；以及一極軸掣子組件，其包含：一掣子臂，其與該軛組件配合，該掣子臂在一嚙合位置與一脫離位置之間移動，在該嚙合位置中，該掣子臂嚙合該軛組件以限制該軛組件及該極軸之運動，且在該脫離位置中，該掣子臂脫離該軛組件，一偏置元件，其將該掣子臂朝該脫離位置偏置，以及一觸發器，其與該掣子臂配合，該觸發器經構造以將該軛組件之運動轉化為該掣子臂之運動。
  12. 如申請專利範圍第11項之電氣開關設備，其中該掣子臂包含一安裝部分及一掣子部分，該掣子部分經設置以與該安裝部分對置且位於其遠端；其中該安裝部分可樞轉地耦接至該軛組件；且其中該觸發器嚙合該掣子部分以使該掣子臂朝該嚙合位置移動。
  13. 如申請專利範圍第12項之電氣開關設備，其中該掣子臂進一步包含一第一平面構件、一第二平面構件以及一橫樑；其中該第二平面構件經設置以與該第一平面構件對置且與該第一平面構件間隔開；且其中該橫樑在該掣子部分處或該掣子部分附近延伸於該第一平面構件與該第二平面構件之間。
  14. 如申請專利範圍第13項之電氣開關設備，其中該觸發器包含一致動部分及一觸發部分；其中該致動部分與該軛組件配合以使該觸發器樞轉；其中該觸發部分延伸於該第一平面構件與該第二平面構件之間；且其中，回應於該軛組件使該觸發器樞轉，該觸發部分嚙合該橫樑且使該掣子臂朝該嚙合位置樞轉。
  15. 如申請專利範圍第14項之電氣開關設備，其中該觸發器進一步包含一樞軸構件，該樞軸構件將該觸發器可樞轉地耦接至該殼體。
  16. 如申請專利範圍第14項之電氣開關設備，其中該軛組件包含：一第一端部，其耦接至該極軸；一第二端部，其經設置以與該第一端部對置且位於其遠端；一第一側面；一第二側面，其經設置以與該第一側面對置；以及一突出部，其自該第一側面突出；其中該突出部具有一第一邊緣及一第二邊緣；且其中該突出部之該第一邊緣嚙合該觸發器之該致動部分，以使該觸發器樞轉。
  17. 如申請專利範圍第16項之電氣開關設備，其中該橫樑為一掣子銷；其中該突出部之一部分延伸於該第一平面構件與該第二平面構件之間；且其中，當該掣子臂設置在該嚙合位置時，該掣子銷嚙合該突出部之該第二邊緣，以防止該軛組件及該極軸反彈。
  18. 如申請專利範圍第17項之電氣開關設備，其中該軛組件進一步包含一彈簧座；其中該彈簧座包括一樞軸部分；其中該偏置元件為一扭力彈簧，該扭力彈簧具有若干線圈、一第一支腿以及一第二支腿；其中該掣子臂之該第一平面構件包括一彈簧孔隙；其中該彈簧座之該樞軸部分延伸穿過該等若干線圈；其中該第一支腿在該彈簧孔隙處或該彈簧孔隙附近嚙合該第一平面構件；且其中該第二支腿嚙合該殼體之一部分。
  19. 如申請專利範圍第18項之電氣開關設備，其中該第一平面構件及該第二平面構件各包括一通孔；且其中該彈簧座之該樞軸部分延伸穿過該第一平面構件之該通孔及該第二平面構件之該通孔。
  20. 如申請專利範圍第18項之電氣開關設備，其中該掣子臂進一步包含一緊固件組件，該緊固件組件將該扭力彈簧緊固至該第一平面構件。
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