直动式电磁脱扣器和断路器的制作方法

本实用新型涉及电磁脱扣器技术领域，具体而言，涉及一种直动式电磁脱扣器和断路器。

背景技术：

日常用电中，断路器的应用非常广泛，断路器可以用于对电路的正常电流进行截断，以及对电路的异常电流进行自动断开，保证用电安全，提高用电的安全性。

断路器对电路的分断大多采用电磁脱扣器，目前，大多数的电磁脱扣器采用拍合式电磁脱扣器，衔铁轴孔与衔铁平面的相对位置折弯难以控制，运动阻力较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种直动式电磁脱扣器和断路器，其能够减小衔铁的运动阻力，提高脱扣瞬时性，安全、方便快捷。

本实用新型的实施例可以这样实现：

第一方面，本实施例提供一种直动式电磁脱扣器，包括第一磁轭、第二磁轭、铁芯、线圈和衔铁，所述第一磁轭与所述第二磁轭相对设置，所述铁芯的一端与所述第一磁轭连接，另一端与所述第二磁轭连接，所述线圈套设在所述铁芯上；所述衔铁可活动地连接于所述第一磁轭，并能沿所述线圈的轴线方向远离或靠近所述第二磁轭运动。

在可选的实施方式中，所述第二磁轭包括相互连接的固定部和磁吸部，所述固定部和所述磁吸部呈角度设置；所述固定部与所述第一磁轭相对设置，所述磁吸部与所述衔铁位于同一平面上。

在可选的实施方式中，所述衔铁朝向所述第二磁轭的一端设有第一磁极，所述磁吸部上设有第二磁极，所述第一磁极与所述第二磁极相对设置；

所述线圈中的电流大于或等于预设值，所述第一磁极与所述第二磁极相对靠近至贴合；所述线圈中的电流小于预设值，所述第一磁极和所述第二磁极相对远离形成工作气隙。

在可选的实施方式中，所述第一磁极包括互成角度的第一斜面和第二斜面，所述第二磁极包括互成角度的第三斜面和第四斜面，所述第一斜面与所述第三斜面相适应，所述第二斜面与所述第四斜面相适应。

在可选的实施方式中，所述衔铁包括与所述第一斜面连接的第一导向面和与所述第二斜面连接的第二导向面。

在可选的实施方式中，所述第一磁极包括阶梯面，所述第二磁极包括吸合面，所述阶梯面与所述吸合面相适应。

在可选的实施方式中，所述第一磁轭上设有第一导向槽，所述衔铁设于所述第一导向槽内并能沿所述第一导向槽移动。

在可选的实施方式中，还包括弹性件，所述弹性件与所述衔铁连接，所述弹性件用于带动所述衔铁沿远离所述第二磁轭的方向运动。

在可选的实施方式中，还包括止动件，所述衔铁沿远离所述第二磁轭的方向运动，以与所述止动件抵接，所述止动件用于限制所述衔铁的位移。

在可选的实施方式中，还包括壳体，所述壳体上设有第二导向槽，所述衔铁设于所述第二导向槽内并能沿所述第二导向槽移动。

第二方面，本实施例提供一种断路器，包括脱扣件和前述实施方式中任一项所述的直动式电磁脱扣器，所述直动式电磁脱扣器用于带动所述脱扣件移动。

本实用新型实施例提供的直动式电磁脱扣器和断路器，其有益效果包括，例如：

本实用新型提供的直动式电磁脱扣器，衔铁与第一磁轭可活动连接，且能沿靠近或远离第二磁轭的方向运动；铁芯设置在第一磁轭和第二磁轭之间，线圈套设在铁芯上，使得衔铁的运动方向与线圈的轴线平行，即衔铁的运动方向与铁芯方向平行，这样设置，可以减小衔铁运动的阻力，提高瞬时脱扣效率。

本实用新型提供的断路器，包括上述的直动式电磁脱扣器，衔铁运动时能减小运动阻力，移动效率更高，提高瞬时脱扣效率，保证用电安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的直动式电磁脱扣器的第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例提供的直动式电磁脱扣器的第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的直动式电磁脱扣器的衔铁的一种结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例提供的直动式电磁脱扣器的第二磁轭的一种结构示意图；

图5为本实用新型第一实施例提供的直动式电磁脱扣器的弹性件的一种视角的安装结构示意图；

图6为本实用新型第一实施例提供的直动式电磁脱扣器的弹性件的另一种视角的安装结构示意图；

图7为本实用新型第一实施例提供的直动式电磁脱扣器的应用场景结构示意图；

图8为图7中a处的局部放大图；

图9为本实用新型第二实施例提供的直动式电磁脱扣器的弹性件的一种视角的安装结构示意图；

图10为本实用新型第二实施例提供的直动式电磁脱扣器的弹性件的另一种视角的安装结构示意图；

图11为本实用新型第二实施例提供的直动式电磁脱扣器的应用场景结构示意图；

图12为本实用新型第三实施例提供的直动式电磁脱扣器的结构示意图。

图标：100-直动式电磁脱扣器；110-第一磁轭；111-第一导向槽；120-第二磁轭；121-固定部；123-磁吸部；130-衔铁；135-第一导向面；136-第二导向面；101-第一斜面；102-第二斜面；103-过渡面；105-第一抵持面；106-第二抵持面；107-阶梯端面；108-第三抵持面；109-第四抵持面；124-第三斜面；125-第四斜面；126-缺口；127-第一吸合部；128-第二吸合部；131-安装孔；141-铁芯；143-线圈；145-工作气隙；150-弹性件；151-固定轴；155-直线弹簧；160-壳体；161-第二导向槽；163-止动件；165-弹簧安装槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1和图2，本实施例提供了一种直动式电磁脱扣器100，用于断路器中，以带动断路器中的脱扣件移动，实现断路器的截断功能。该直动式电磁脱扣器100结构简单，易于制造，体积小，脱扣效率高。

直动式电磁脱扣器100包括第一磁轭110、第二磁轭120、铁芯141、线圈143、衔铁130和弹性件150，第一磁轭110与第二磁轭120相对设置，铁芯141的一端与第一磁轭110连接，另一端与第二磁轭120连接，线圈143套设在铁芯141上。衔铁130可活动地连接于第一磁轭110，并能沿线圈143的轴线方向远离或靠近第二磁轭120运动。可选地，当线圈143中的电流大于或等于预设值，衔铁130朝靠近第二磁轭120的方向运动，当线圈143中的电流小于预设值，衔铁130保持在远离第二磁轭120的位置，使衔铁130与第二磁轭120之间形成工作气隙145。需要说明的是，该预设值可以是短路电流，根据不同的电路及实际使用情况，该预设值可以灵活设定和调整，这里不作具体限定。

进一步地，第二磁轭120包括相互连接的固定部121和磁吸部123，固定部121和磁吸部123呈角度设置；固定部121与第一磁轭110相对设置，磁吸部123与衔铁130位于同一平面上。本实施例中，衔铁130呈平板状结构，设置在第一磁轭110的上端面，衔铁130所在的平面与第一磁轭110所在的平面大致垂直。第二磁轭120的固定部121和磁吸部123弯折成型，不在同一平面上。可选地，固定部121所在的平面与第一磁轭110所在的平面大致平行，磁吸部123所在的平面与固定部121所在的平面大致垂直，且磁吸部123所在的平面与衔铁130所在的平面位于同一平面上。

需要说明的是，固定部121和磁吸部123可以一体成型，也可以分体固定连接。比如，磁吸部123可以是从固定部121的端面朝靠近第一磁轭110的方向弯折形成。在其它可选的实施方式中，固定部121和磁吸部123也可以采用包括但不限于粘接、卡接、焊接、铆接、螺纹连接或螺栓连接等方式进行分体固定，这里不作具体限定。

请参照图3和图4，为了使衔铁130运动的阻力更小，衔铁130朝向第二磁轭120的一端设有第一磁极，磁吸部123上设有第二磁极，第一磁极与第二磁极相对设置。当线圈143中的电流大于或等于预设值，线圈143周围产生磁场，衔铁130在磁场磁力作用的带动下，使得第一磁极与第二磁极相对靠近至贴合，即第一磁极和第二磁极之间的工作气隙145为零；当线圈143中的电流小于预设值，衔铁130保持在远离第二磁轭120的位置，使衔铁130与第二磁轭120之间形成工作气隙145。

可选地，第一磁极包括互成角度的第一斜面101和第二斜面102，第二磁极包括互成角度的第三斜面124和第四斜面125，第一斜面101与第三斜面124相适应，第二斜面102与第四斜面125相适应。进一步地，本实施例中，第一斜面101和第二斜面102形成角度的收敛方向为从第一磁轭110向第二磁轭120的方向，即从第一磁轭110向第二磁轭120的方向，第一磁极的宽度逐渐变窄。可选地，第一斜面101和第二斜面102可以直接连接，也可以通过过渡面103连接，其中，过渡面103既可以是平面，也可以是斜面或曲面，这里不作具体限定。

类似地，第二磁极与第一磁极相适应，磁吸部123也设有第三斜面124和第四斜面125。容易理解，第三斜面124和第四斜面125互呈角度，且第三斜面124和第四斜面125形成角度的收敛方向与第一斜面101和第二斜面102形成角度的收敛方向一致。本实施例中，磁吸部123朝向衔铁130的一端开设缺口126，缺口126边缘形成第三斜面124和第四斜面125。当线圈143中的电流小于预设值，第一斜面101和第三斜面124之间形成工作气隙145，第二斜面102和第四斜面125之间形成工作气隙145；当线圈143中的电流大于或等于预设值，衔铁130在磁场磁力的作用下，沿靠近磁吸部123的方向移动，使得第一斜面101与第三斜面124贴合，即第一斜面101与第三斜面124之间的工作气隙145为零；第二斜面102与第四斜面125贴合，即第二斜面102与第四斜面125之间的工作气隙145为零。

由于第一磁极和第二磁极设置有相互适应的斜面，在衔铁130朝向磁吸部123运动的过程中，衔铁130所受的磁力越来越大，即衔铁130移动速度越来越快，能够在短时间内完成吸合，移动效率高，瞬时脱扣力强。

进一步地，第一磁轭110上设有第一导向槽111，第一导向槽111贯穿第一磁轭110，即第一导向槽111的长度为第一磁轭110的厚度，第一导向槽111的宽度与衔铁130的宽度相适应；衔铁130设于第一导向槽111内并能沿第一导向槽111移动。可选地，衔铁130包括与第一斜面101连接的第一导向面135和与第二斜面102连接的第二导向面136，衔铁130设置在第一导向槽111后，第一导向面135与第一导向槽111的一侧槽壁贴合，第二导向面136与第一导向槽111的另一侧的槽壁贴合，在衔铁130靠近或远离磁吸部123的移动过程中，第一导向面135和第二导向面136起到导向作用，确保衔铁130沿直线移动，提高衔铁130的移动效率，确保第一磁极和第二磁极相互贴合。

请参照图5和图6，进一步地，弹性件150与衔铁130连接，用于在衔铁130靠近磁吸部123运动时产生弹性形变，线圈143中的电流大于或等于预设值，线圈143产生的磁力克服弹性件150的弹力做功，以使衔铁130靠近磁吸部123移动。当线圈143中的电流小于预设值，衔铁130保持在远离第二磁轭120的位置，使衔铁130与第二磁轭120之间形成工作气隙145。

若第一磁极和第二磁极在吸合状态下，线圈143断电，磁力消失，或线圈143中的电流较小，磁力小于弹性件150的弹性回复力，衔铁130在弹性件150的弹力作用下，回复到初始位置，使第一磁极和第二磁极之间形成工作气隙145。

请参照图7和图8，可选地，直动式电磁脱扣器100还包括壳体160和设置在壳体160上的固定轴151，衔铁130上开设有安装孔131，弹性件150采用扭簧，扭簧套设在固定轴151上，扭簧的一端插入衔铁130的安装孔131内，并与衔铁130连接；扭簧的另一端与壳体160抵接。衔铁130在磁力作用下靠近磁吸部123运动时，扭簧产生弹性形变存储弹性势能。在磁力消失或磁力小于扭簧的弹性回复力后，衔铁130在扭簧的弹力作用下，回复到初始位置。

进一步地，壳体160上设有第二导向槽161，衔铁130设于第二导向槽161内并能沿第二导向槽161移动。第二导向槽161的长度相对于第一导向槽111的长度更长，导向性更好。第二导向槽161的设置能够进一步限定衔铁130的移动方向，确保衔铁130沿直线方向移动，提高移动效率。可选地，壳体160上还设有止动件163，止动件163位于第二导向槽161远离第二磁轭120的一端，当衔铁130在弹性件150的回复力作用下沿远离第二磁轭120的方向运动，衔铁130会与止动件163抵接，止动件163用于限制衔铁130的位移。止动件163用于限制衔铁130的移动行程，其结构形式可以是挡块或立柱等，这里不作具体限定。当然，止动件163也可以设置在断路器的其他结构上，只要能限制衔铁130的移动位置即可。

本实施例提供一种断路器，包括脱扣件和前述实施方式中任一项的直动式电磁脱扣器100，直动式电磁脱扣器100用于带动脱扣件移动。可选地，脱扣件与衔铁130连接，当衔铁130在磁力作用下靠近第二磁轭120移动时，带动脱扣件移动；或者，脱扣件固定，通过衔铁130移动过程中撞击或击打脱扣件，以使脱扣件工作状态改变，最终实现断路器中动触头和静触头的分离，以控制电路的截断。

本实施例提供的直动式电磁脱扣器100和断路器，其具体工作原理如下：

该直动式电磁脱扣器100包括第一磁轭110、第二磁轭120、铁芯141、线圈143、弹性件150和衔铁130，第一磁轭110和第二磁轭120相对设置，铁芯141的一端连接第一磁轭110，另一端连接第二磁轭120，线圈143套设在铁芯141上。衔铁130可活动地连接在第一磁轭110上，能够朝靠近或远离第二磁轭120的方向移动。第二磁轭120设有与衔铁130处于同一平面的磁吸部123。当线圈143中的电流大于或等于预设值，衔铁130在磁力作用下朝靠近第二磁轭120方向移动，使第一磁极和磁吸部123的第二磁极吸合。当线圈143中的电流小于预设值，衔铁130保持在远离第二磁轭120的位置，使衔铁130与第二磁轭120之间形成工作气隙145。若第一磁极和第二磁极在吸合状态下，线圈143断电，磁力消失，或线圈143中的电流较小，磁力小于弹性件150的弹性回复力，衔铁130在弹性件150的弹力作用下回复到初始位置，使得衔铁130与第二磁轭120的磁吸部123之间留有工作气隙145。直动式电磁脱扣器100中衔铁130在第一导向槽111和第二导向槽161的作用下沿直线移动，且衔铁130的移动方向为线圈143的轴线方向，这样设置使得衔铁130在运动时空气阻力更小，移动效率更高。需要说明的是，衔铁130位于初始位置时，第一磁极和第二磁极相互分离，且两者之间具有工作气隙145。当线圈143中的电流小于预设值，线圈143产生的磁力不足以克服弹性件150的弹力，即衔铁130不移动，保持在初始位置，只有线圈143中的电流大于或等于预设值，线圈143产生的磁力才能克服弹性件150的弹力带动衔铁130朝靠近第二磁轭120的方向移动。

将该直动式电磁脱扣器100应用在断路器中，通过衔铁130的运动能够带动断路器中的脱扣件运动，以使断路器的动触头和静触头分离或接触，从而实现电路的截断与导通，提高电路安全性。

第二实施例

请参照图9和图10，该实施例与第一实施例相比，主要区别在于弹性件150的结构。可选地，弹性件150采用直线弹簧155，比如拉簧或压簧等。直线弹簧155的一端固定在衔铁130上，另一端固定在壳体160上。衔铁130在磁力作用下靠近磁吸部123运动时，直线弹簧155产生弹性形变存储弹性势能。在磁力消失后，衔铁130在直线弹簧155的弹力作用下，回复到初始位置。

请参照图11，进一步地，直线弹簧155的一端穿过衔铁130的安装孔131，直线弹簧155与衔铁130固定连接，直线弹簧155的另一端与壳体160固定连接。比如，直线弹簧155的另一端与壳体160抵接。可选地，壳体160上设有弹簧安装槽165，直线弹簧155设置在弹簧安装槽165内，一端与衔铁130固定连接，另一端与弹簧安装槽165的槽壁抵接。

当衔铁130在磁力作用下靠近磁吸部123运动时，压缩直线弹簧155；当磁力消失后，直线弹簧155恢复原长，带动衔铁130远离第二磁轭120的磁吸部123，直至衔铁130与止动件163抵接，使第一磁极和第二磁极之间留有工作气隙145。当然，并不仅限于此，弹性件150还可以是弹片等其他弹性元件，这里不作具体限定。

本实施例中未提及的其它部分内容与第一实施例中描述的内容相似，这里不再赘述。

第三实施例

请参照图12，本实施例提供的直动式电磁脱扣器100，与第一实施例相比主要区别在于衔铁130的形状。本实施例中，衔铁130的第一磁极设置呈阶梯面，第二磁极包括吸合面，阶梯面与吸合面相适应。进一步地，衔铁130的阶梯面包括依次连接的第一抵持面105、第二抵持面106、阶梯端面107、第三抵持面108和第四抵持面109，其中，第一抵持面105和第一导向面135连接，第四抵持面109与第二导向面136连接。第一抵持面105和第四抵持面109关于阶梯端面107对称设置，第二抵持面106和第三抵持面108关于阶梯端面107对称设置。可选地，第一抵持面105与第二抵持面106垂直，第二抵持面106与阶梯端面107垂直，第一抵持面105与第一导向面135垂直；第三抵持面108与阶梯端面107垂直，第三抵持面108与第四抵持面109垂直，第四抵持面109与第一导向面135垂直。

类似地，第二磁轭120的磁吸部123上设有第一吸合部127和第二吸合部128，第一吸合部127和第二吸合部128间隔设置。可选地，阶梯端面107位于第一吸合部127和第二吸合部128之间。本实施例中，第一吸合部127和第二吸合部128分别呈矩形块，吸合面包括矩形块的长边端面和宽边端面。第一磁极和第二磁极吸合状态下，第一抵持面105与第一吸合部127的长边贴合，第四抵持面109与第二吸合部128的长边贴合。当然，第二抵持面106也可以与第一吸合部127的宽边贴合，第三抵持面108也可以与第二吸合部128的宽边贴合。

需要说明的是，第一抵持面105、第二抵持面106、阶梯端面107、第三抵持面108和第四抵持面109可以是平面、斜面或曲面，第一磁极和第二磁极的吸合面相互适应即可。因此，衔铁130的形状、第一磁极的形状以及第二磁极的形状可以根据实际情况灵活调整设计，这里不作具体限定。

本实施例中未提及的其它部分内容与第一实施例、第二实施例中描述的内容相似，这里不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种直动式电磁脱扣器100和断路器，具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的直动式电磁脱扣器100，衔铁130的运动方向为线圈143的轴线方向，能够减小衔铁130运动时的空气阻力，提高移动效率。衔铁130的第一磁极和第二磁轭120的第二磁极设置为相互适应的斜面或阶梯面，易于加工制造，且能够提高衔铁130的移动效率，增加瞬时脱扣力，保证用电安全。通过设置弹性件150能够实现衔铁130的自动复位，自动化程度高，可靠性高。第一导向槽111和第二导向槽161的设置确保衔铁130沿直线方向移动，提高移动效率，脱扣效率高。

本实用新型提供的断路器，采用上述的直动式电磁脱扣器100，易于制造，便于安装，直动式电磁脱扣器100体积小，结构紧凑，便于装配，脱扣效率高，可靠性好，安全稳定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。