模数化的小型断路器的制作方法

本实用新型属于低压电器领域，具体涉及一种模数化拼装的小型断路器，特别是一种在现有安装尺寸的终端箱内可实现更多回路配电的小型断路器。

背景技术：

随着对终端电器的使用要求的不断提高，小型断路器，特别是具有模数化外形尺寸的小型断路器，其小型化程度，尤其是其宽度尺寸的缩窄化，直接关系到产品的市场竞争力。现有的载流量可以应用于家用或建筑用市场的小型断路器的最小宽度尺寸都为17mm至18mm，如采用常规宽度为108mm的标准终端配电箱(以下简称“终端箱”)，则一个终端箱最多只能安装6个小型断路器(或者说最多只能实现6回路设计)。为了能在同一个标准安装尺寸的终端配电箱中实现更多回路设计，往往只能增大终端箱的尺寸。如果能够在现有安装尺寸的终端箱内可应用更多宽度小于常规的17-18mm的小型断路器以实现更多回路配电，将具有重要的实用价值和满足用户的实际需求。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种模数化的小型断路器，能够将模数化可拼装的小型断路器产品的宽度尺寸缩小到13mm至13.5mm，从而可在现有规格的各种标准终端箱内实现更多回路配电。

一种模数化的小型断路器，包括可模数化拼装的壳座1、安装在壳座1内的操作机构2、接线装置、电磁脱扣装置5、灭弧装置6、双金属片7和静触头8，操作机构2带动动触头25摆动与静触头8接触和分离，所述的壳座1的宽度B的模数化尺寸范围为13mm至13.5mm。

本实用新型的一种实施例，所述的操作机构2为小型操作机构，包括手柄22、传动杆23、支承件24、静触头8、动触头25、弹簧26、联动件27、跳扣件28、锁扣件29以及与壳座1固定连接的第一枢轴21、第二枢轴20；所述的手柄22枢转安装在第二枢轴20上，所述的传动杆23的两端分别与手柄22、跳扣件28铰链连接，跳扣件28和锁扣件29分别枢转安装在支承件24上，跳扣件28和锁扣件29搭扣连接，支承件24和动触头25均转动安装在第一枢轴21上，弹簧26的两端分别与壳座1、动触头25连接。

优选的，所述的操作机构2的支承件24枢转安装在第一枢轴21上，动触头25通过其上的滑动槽孔251以既可转动又可滑移的方式安装在第一枢轴21上，滑动槽孔251的尺寸大于第一枢轴21的尺寸，动触头25上设置的驱动头250与支承件24上设置的驱动部240接触传动配合；在动触头25与静触头8闭合状态下，所述的滑动槽孔251与第一枢轴21悬浮配合；在动触头25与静触头8分断状态下，所述的滑动槽孔251与第一枢轴21支承配合。

优选的，所述的操作机构2的联动件27包括与锁扣件29铰链连接的第一驱动部27a、与锁扣件29传动配合的第二驱动部27b，以及与断路器的双金属片7传动配合的第三传动部27c。

本实用新型的另一种实施例，所述的操作机构2为小型操作机构，所述的操作机构包括手柄22、传动杆23、动触头25、弹簧26、联动件27、锁扣件29，以及与壳座1固定连接的第一枢轴21、第二枢轴20和静触头8；手柄22枢转安装在壳座上，传动杆23的一端与手柄铰链连接，传动杆23的另一端与动触头25和锁扣件29共同形成搭扣结构；锁扣件29枢转安装在动触头25上，动触头25通过其上的滑动槽孔251以既可转动又可滑移的方式安装在第一枢轴上，滑动槽孔251的尺寸大于第一枢轴21的尺寸，弹簧26的两端分别与壳座1、动触头25连接；在动触头25与静触头8闭合状态下，滑动槽孔251与第一枢轴21悬浮配合；在动触头25与静触头8分断状态下，滑动槽孔与第一枢轴21支承配合。

优选的，所述的动触头25的一端设有与传动杆23的传动端传动配合的传动槽，所述的锁扣件29枢转安装在动触头25，锁扣件29上设有用于实现传动杆23与动触头25之间的锁定配合和解锁配合的扣齿；锁定配合时锁扣件29上的锁齿与传动杆23的传动端抵接，并且将传动端锁定在动触头25上的传动槽内，传动杆23的传动端和锁扣件29的锁齿产生共同作用于传动槽的锁定力；解锁配合时锁扣件29上的锁齿与传动杆23的传动端分离，并使所述的传动端可在动触头25上的传动槽内滑动。

优选的，所述锁扣件29上设有联动件27，双金属片7通过联动件27驱动锁扣件29转动解锁，所述锁扣件29包括与电磁脱扣装置5配合的第三传动部2c和与联动件27配合的第一传动部2a和第二传动部2b；所述的操作机构2的联动件27包括与锁扣件29铰链连接的第一驱动部27a、与锁扣件29传动配合的第二驱动部27b，以及与断路器的双金属片7传动配合的第三传动部27c。

优选的，所述的壳座1的底部长度L1的尺寸范围为80mm至90mm；所述的壳座1的上部长度L2的尺寸范围为43mm至47mm。

优选的，所述的壳座1的底部高度H1的尺寸范围为40mm至60mm；所述的壳座1的上部高度H2的尺寸范围为10mm至20mm。

优选的，所述操作机构2无触头支持和超程弹簧。

和现有技术相比，本实用新型的模数化的小型断路器将产品的宽度尺寸缩小到13mm至13.5mm，在现有终端箱内可实现更多回路配电的小型断路器，通过简化断路器的结构和缩小操作机构的体积，可进一步缩小断路器产品的整体外形尺寸，特别是能够将模数化可拼装的小型断路器产品的宽度尺寸缩小到13mm至13.5mm，而且还能有效优化操作机构的动作性能、电气性能、工作稳定性与可靠性，其载流量不会受到9mm模数小型断路器由于载流量而无法应用于家用或建筑用市场的限制，易于获得低成本、高效率生产的经济性等性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，从附图所示实施例的描述中可更清楚地看出本实用新型的优点和特征，其中：

图1是本实用新型的模数化的小型断路器的整体外形结构的平面示意图。

图2是图1的左侧视图。

图3是图1所示的小型断路器的操作机构2中动触头25与静触头28处于分断状态的第一实施例的整体结构的平面示意图。

图4是图3中所示的动触头25与静触头28处于闭合状态的局部视图。

图5是图3所示的第一实施例中动触头25处于分断状态以及滑动槽孔51与第一枢轴21处于支承配合状态的支承件24、动触头25与第一枢轴21的装配结构立体示意图。

图6是图4所示的第一实施例中动触头25处于闭合状态以及滑动槽孔51与第一枢轴21处于悬浮配合状态的支承件24、动触头25与第一枢轴21的装配结构立体示意图。

图7是图1所示的本实用新型的模数化的小型断路器中的联动件27的零件结构示意图。

具体实施方式

为了阐明本实用新型的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步的介绍。

参见图1至图7，本实用新型的模数化的小型断路器包括可模数化拼装的壳座1、安装在壳座1内的操作机构2、接线装置(3和4)、电磁脱扣装置5、灭弧装置6、双金属片7和静触头8，操作机构2带动动触头25摆动与静触头8接触和分离实现断路器的合闸和分闸，所述壳座1的宽度B的模数化尺寸范围为13mm至13.5mm。显然，该特点的有益效果在于，能节省宝贵的终端配电箱的空间，以便用户在同样标准系列的终端配电箱中能配置更多的小型断路器，以降低用户的使用成本。例如，在一个宽度为108mm的终端配电箱内部如采用现有的宽度为17mm至18mm的普通小型断路器，该安装尺寸下可配置的小型断路器数量最多为108/18＝6，而在采用本实用新型的宽度尺寸为13mm至13.5mm的小型断路器的情况下，还是采用一个宽度为108mm的终端配电箱，则该安装尺寸下可配置的小型断路器数量最多为108/13.5＝8，可多配置2个断路器，可实现8回路设计，即：节省了该终端箱的空间资源的33％。优选地，与宽度B相匹配的壳座1的其它外形尺寸，可从以下各项中选择一项或多项。所述的壳座1的底部长度L1尺寸范围为80mm至90mm；所述的壳座1的上部长度L2尺寸范围为43mm至47mm；所述的壳座1的底部高度H1尺寸范围为40mm至60mm；所述的壳座1的上部高度H2尺寸范围为10mm至20mm。所述的操作机构2为适应所述的可模数化拼装的壳座1的小型的操作机构2。

本实用新型的小型断路器的操作机构2采用了整体更加小型化的操作机构，无触头支持和超程弹簧，其宽度相应缩窄以适应所述的可模数化拼装的壳座1的宽度B的尺寸范围。现有小型断路器的操作机构体积过大的主要原因在于零部件繁多，一般需设置三个弹性件，其中一个用于提供机构回位(通常所述的储能弹簧)，另一个用于提供触头压力(通常所述的超程弹簧)，再一个用于提供跳扣件和锁扣件的可靠啮合(通常所述的复位弹簧)。通常动触头需两个零件构成，其中一个是动触头，另一个是支撑动触头用的触头支持。影响操作机构小型化设计的另一个原因是，缩小零件的体积和压缩零件之间的距离会导致产品的电气性能和动作性能的变劣，如：现有技术的双金属的过载脱扣动作通常需通过一个联动件作用在锁扣件上，而联动件与锁扣件之间的传动关系只具有一个拉(或推)力的作用点，因此联动件和双金属的自由端需保留足够大活动空间，否则会导致过载脱扣保护性能的不稳定；当然，压缩导电件之间的间隔或导电件的尺寸，会导致电气性能和安全性能的变坏，因此这种措施存在很大的风险，是不可取的。

本实用新型的小型操作机构很好地解决了现有操作机构存在的上述问题，本实用新型的小型操作机构的具体结构可有多种实施方案，一种优选的方案如图3至图7所示的第一实施例。参见图3至图7，第一实施例的小型操作机构包括手柄22、传动杆23、支承件24、动触头25、弹簧26、联动件27、跳扣件28、锁扣件29，以及与壳座1固定连接的第一枢轴21、第二枢轴20和静触头8；手柄22枢转安装在第二枢轴20上，传动杆23的两端分别与手柄22、跳扣件28铰链连接，跳扣件28和锁扣件29分别枢转安装在支承件24上，跳扣件28和锁扣件29搭扣连接，支承件24和动触头25均转动安装在第一枢轴21上，弹簧26的两端分别与壳座1、动触头25连接。上述结构的有益效果在于，可省略传统的超程机构和超程弹簧，从而能有效缩小操作机构的体积，特别是能有效压缩宽度B方向的尺寸。

在第一实施例的小型操作机构的基本结构下，支承件24和动触头25分别安装在第一枢轴21上的结构，能够使得支承件24和动触头25除了都能绕第一枢轴21的轴心转动外，还可以作相对于滑移，通过该相对于滑移实现超程补偿。实现该功能特点的结构可有多种方式，一种优选的方式如图5和图6所示：所述的小型操作机构2的支承件24枢转安装在第一枢轴21上，动触头25通过其上的滑动槽孔251以既可转动又可滑移的方式安装在第一枢轴21上，滑动槽孔251的尺寸大于第一枢轴21的尺寸，动触头25的驱动头250与支承件24的驱动部240接触传动配合；在动触头25与静触头8闭合状态下，滑动槽孔251与第一枢轴21悬浮配合；在动触头25与静触头8分断状态下，滑动槽孔251与第一枢轴21支承配合。

这里所述的接触传动配合是指支承件24与既能转动又能滑移的动触头25始终接触的传动配合，即排除了有时接触有时分离的非始终接触的传动配合。该结构特点，不仅有利于操作机构的小型化设计，如：通过动触头25的滑移可省略超程弹簧和超程机构，而且还能优化操作机构的动作性能、电气性能及工作稳定性和可靠性；通过接触传动配合可有效克服由动触头25的动作精度、平稳性、可靠性等问题。

这里所述的悬浮配合是指动触头25的动作带动滑动槽孔251在第一枢轴21上滑移，并使第一枢轴21位于滑动槽孔251的中部位置(如图6所示的位置)，在此悬浮配合状态下，第一枢轴21与滑动槽孔251的圆弧形支承面25a(参见图6)分离，以使动触头25与第一枢轴21之间解除支承关系(即形成悬浮状态)。上述的支承配合是指动触头25的动作带动滑动槽孔251在第一枢轴21上滑移，并使第一枢轴21位于滑动槽孔251的一端(如图5所示的位置)，在此支承配合状态下，第一枢轴21与滑动槽孔251的圆弧形支承面25a(参见图5)接触，以使动触头25通过滑动槽孔251的圆弧形支承面25a支承在第一枢轴21上。弹簧26一端固定在壳座1内，另一端与动触头25上的弹簧挂孔252连接。

与传统的操作机构相比，本实用新型的小型操作机构实现小型化的原理在于：现有操作机构的动触头通常需完全支承在固定轴上，只能绕固定轴转动，不能作相对于固定轴的滑移和悬浮，因此这种机构必须要额外增加超程机构，以实现对动触头与静触头接触后的公知的超程动作的弹力补偿，而本实用新型的动触头25不仅可支承在第一枢轴21上，而且还可作相对于第一枢轴21的滑移和悬浮，以此滑移和悬浮即可实现对动触头25的超程动作的补偿。现有操作机构的储能弹簧和超程弹簧需采用两根弹簧，其中储能弹簧须连接在转板与基座之间，超程弹簧须连接在转板与动触头之间，不仅机构复杂，而且体积大，而本实用新型的弹簧6具有储能和超程双重功能，其一端与基座1连接，其另一端直接与动触头25连接，以此不仅大大简化了结构，而且还可有效压缩机构占用的空间。再有，现有操作机构的转板通常安装在基座的一个支承轴上，而动触头通常安装在转板的另一个支承轴上，这种两个支承轴的结构，不仅机构复杂，而且体积大，而本实用新型采用一个第一枢轴21，将支承件24和动触头25共同安装在一个第一枢轴21上(即共轴安装)，不仅大大简化了结构，而且还可进一步有效压缩操作机构的体积。

尽管在图中并未示出本实用新型的小型操作机构的第二实施例，但结合第一实施例给出的视图不难想象得到本实用新型的第二实施例的小型操作机构的具体结构。所述的第二实施例的小型操作机构2包括手柄22、传动杆23、动触头25、弹簧26、联动件27、锁扣件29，以及与壳座1固定连接的第一枢轴21、第二枢轴20和静触头8；手柄22枢转安装在壳座上，传动杆23的一端与手柄22铰链连接，传动杆23的另一端与动触头25和锁扣件29共同形成连锁配合结构，锁扣件29枢转安装在动触头25上，动触头25通过其上的滑动槽孔251以既可转动又可滑移的方式安装在第一枢轴上，滑动槽孔251的尺寸大于第一枢轴21的尺寸，弹簧26的两端分别与壳座1、动触头25连接；在动触头25与静触头8闭合状态下，滑动槽孔251与第一枢轴21悬浮配合；在动触头25与静触头8分断状态下，滑动槽孔与第一枢轴21支承配合。第二实施例也无触头支持和超程弹簧，第二实施例的小型操作机构与第一实施例的区别包括：第二实施例中不采用跳扣件；传动杆23的另一端与动触头25和锁扣件29共同形成搭扣连接的连锁配合结构，即通过锁扣件29将传动杆23的另一端与动触头25锁定/解锁，在锁定状态下，传动杆23的另一端与动触头25不能自由相对运动，而在解锁状态下，传动杆23的另一端与动触头25能自由相对运动。通过连锁配合结构形成的锁定/解锁的控制，使得锁扣件29能控制操作机构的三种工作状态(合闸、分闸、跳闸)之间的转换。具体的，所述的动触头25的一端设有与传动杆23的传动端传动配合的传动槽，所述的锁扣件29枢转安装在动触头25，锁扣件29上设有用于实现传动杆23与动触头25之间的锁定配合和解锁配合的扣齿。所述的锁定配合是使锁扣件29上的锁齿与传动杆23的传动端抵接，并且将传动端锁定在动触头25上的传动槽内，传动杆23的传动端和锁扣件29的锁齿产生共同作用于传动槽的锁定力；所述的解锁配合是使锁扣件29上的锁齿与传动杆23的传动端分离，并使所述的传动端可在动触头25上的传动槽内滑动。

第一实施例和第二实施例都具有搭扣连接，即锁定/解锁的控制，第一实施例的锁定/解锁控制是由跳扣件28上的扣齿与锁扣件29的锁齿的啮合/分离的配合实现的：扣齿与锁齿的啮合使操作机构形成锁定，扣齿与锁齿的分离使操作机构形成解锁。不管是第一实施例还是第二实施例，通过锁定/解锁控制实现操作机构的三种工作状态之间转换的原理是相同的，即：在锁定状态下，可通过人为操作手柄22控制操作机构执行合闸(指动触头25与静触头8闭合)与分闸(指动触头25与静触头8分断)之间的相互转换。在合闸状态下，可通过脱扣器(电磁脱扣装置5和双金属片7)的脱扣动作驱动锁扣件29转移到解锁状态，一旦解锁，操作机构根据已知的原理自动执行跳闸，即由合闸(动触头25与静触头8闭合)转换到分闸(动触头25与静触头8分断)。

驱动锁扣件29转移到解锁状态的具体结构是本实用新型的小型操作机构具有的再一个有益的特点，驱动锁扣件29转移到解锁状态的具体结构可有多种方案，一种优选的方案如图3、图4和图7所示：

所述锁扣件29上设有联动件27，双金属片7通过联动件27驱动锁扣件29转动解锁，所述锁扣件29包括与电磁脱扣装置5配合的第三传动部2c和与联动件27配合的第一传动部2a和第二传动部2b；所述的小型操作机构2的联动件27包括与锁扣件29的第一传动部2a铰链连接的第一驱动部27a、与锁扣件29的第二传动部2b传动配合的第二驱动部27b，以及与双金属片7传动配合第三传动部27c。在此所述的传动配合是指可接触/分离的配合，即：在联动件27驱动锁扣件29的过程中(即过载脱扣动作的过程中)，联动件27的第二驱动部27b与锁扣件29的第二传动部2b接触；而在其它状态下，联动件27的第二驱动部27b与锁扣件29的第二传动部2b分离。显然，这种结构的特点是实现了多力驱动的力系结构，即锁扣件29上受到联动件27的作用力不仅包括一个拉力，而且还包括一个推力，其中的拉力是由第一驱动部27a与锁扣件29的铰链连接实现的，而推力是由第二驱动部27b与锁扣件29的传动配合(接触传动配合)实现的，并且拉力作用于锁扣件29形成的力矩与推力作用于锁扣件29形成的力矩的方向相同。现有操作机构的过载保护的热脱扣器的双金属片，通过拉杆与锁扣建立传动关系，双金属片的热脱扣动作拉动拉杆，拉杆再拉动锁扣(即单一拉力驱动)，其缺点在于，在拉杆拉动锁扣的拉力方向偏离锁扣转动的切线方向时，拉杆作用于锁扣的力矩会出现损耗，损耗的程度与偏离的大小正相关，而机构小型化通常会涉及到所述的偏离的加剧问题，如缩小相关零部件的体积、压缩零部件之间的间距，都难免会出现偏离的加剧。与传统的结构相比，本实用新型的多力驱动的力系结构的有益效果在于：采用多力驱动结构能有效补偿由所述偏离造成的力矩损耗，实现了联动件27作用于锁扣件29的脱扣力矩的最大化，可使操作机构安装到超窄型的壳座1内后，仍能确保足够大的脱扣传动力，从而能有效确保传动杆3与动触头25之间的传动精度、传动平稳性、传动可靠性。

下面结合图3至图6给出的实施例，进一步说明本实用新型的在现有终端箱内可实现更多回路配电的小型断路器的小型操作机构的操作过程。

合闸过程，即由图3和图5所示的动触头25与静触头8分断的状态经人为操作转换为图4和图6所示的动触头25与静触头8闭合的状态。在图3和图5所示的分断状态下，锁齿与扣齿啮合，滑动槽孔251与第一枢轴21支承配合(即圆弧形支承面25a与第一枢轴21处于图5所示的接触状态)；当人为操作手柄22驱使其向顺时针方向转动，手柄22推动与其偏心铰链连接的传动杆3移动，传动杆3的移动推动跳扣件28及与其锁定在一起的锁扣件29和支承件24一起绕第一枢轴21向顺时针方向转动，支承件24的转动通过驱动部240与驱动头250的接触传动配合，驱动动触头25绕第一枢轴21向顺时针方向转动，直到动触头25的动触点253与静触头8接触闭合；然后支承件24的继续转动并继续通过驱动部240与驱动头250接触传动配合，驱动动触头25向左(图5所示的向左方向)滑移，直到圆弧形支承面25a与第一枢轴21分离并转换为图6所示的悬浮配合，并且传动杆3的位置越过公知的拐点、手柄22及机构转换到图4所示的合闸稳定位置。

分闸过程，即由图4和图6所示的动触头25与静触头8闭合的状态经人为操作转换为图3和图5所示的动触头25与静触头8分断的状态。在4和图6所示的闭合状态下，锁齿与扣齿啮合，滑动槽孔251与第一枢轴21悬浮配合(即圆弧形支承面25a与第一枢轴21处于图6所示的分离状态)；当人为操作手柄22驱使其向逆时针方向转动时，手柄22推动与其偏心铰链连接的传动杆3移动，传动杆3的移动推动脱扣件28及与其锁定在一起的锁扣件29和支承件24一起绕第一枢轴21向逆时针方向转动，支承件24的转动通过驱动部240与驱动头250的接触传动配合和弹簧26的弹力作用，驱使动触头25向右(图6所示的向右方向)滑移，直到圆弧形支承面25a与第一枢轴21接触，即转换为图5所示的支承配合状态；然后支承件24的继续转动并继续通过驱动部240与驱动头250接触传动配合，使动触头25绕第一枢轴21向逆时针方向转动，动触头25的动触点253与静触头8开始分离，直到传动杆3的位置越回公知的拐点、动触点253与静触头8完全分断、手柄22及机构转换到图3所示的分闸稳定位置。

跳闸过程，即由图4和图6所示的动触头25与静触头8闭合的状态经自动跳闸转换为图3和图5所示的动触头25与静触头8分断的状态。在图4和图6所示的闭合状态下，锁齿与扣齿啮合，滑动槽孔251与第一枢轴21悬浮配合(即圆弧形支承面25a与第一枢轴21处于图6所示的分离状态)；当出现过载和短路故障时，电磁脱扣装置5或热脱扣器的双金属片7驱使锁扣件29绕其转动中心向逆时针方向转动(电磁脱扣装置5通过其顶杆向右推动锁扣件29上的第三传动部2c；或者双金属片7活动端向右上方拉动联动件27)，锁扣件29的转动带动其上的锁齿与扣齿分离(使机构解锁)；机构的解锁，使得传动杆3通过铰链连接作用于脱扣件28的力不能抵抗弹簧26通过驱动部240与驱动头250的接触传动配合传递到支承件24上的弹力，于是使支承件24及与其连接在一起的脱扣件28、锁扣件29、联动件27、传动杆3绕第一枢轴21向逆时针方向转动，支承件24的转动通过驱动部240与驱动头250的接触传动配合和弹簧26的弹力作用，驱使动触头25向右(图6所示的向右方向)滑移，直到圆弧形支承面25a与第一枢轴21接触，即转换为图5所示的支承配合状态；然后在弹簧26的弹力作用下支承件24继续转动并继续通过驱动部240与驱动头250的接触传动配合，使动触头25绕第一枢轴21向逆时针方向转动，动触头25的动触点253与静触头8开始分离，直到传动杆3的位置越回公知的拐点、动触点253与静触头8完全分断、锁齿在其复位件(图中未示出)的弹力作用下与扣齿恢复啮合、手柄22及机构转换到图3所示的分闸稳定位置。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。