一种延时机构及断路器的制作方法

本发明涉及电路保护装置领域，具体而言，涉及一种延时机构及断路器。

背景技术：

供电系统、电气设备等各种原因发生短路故障，电源系统往往依靠微型断路器断开电路，微型断路器误动作越级脱扣是一直存在的问题。当短路故障电流超过本级和上一级乃至再上一极的时候，至于是哪一级的微型断路器动作具有随机性，这就是微型断路器误动作越级脱扣的问题。在民用供电线路中，供电电缆截面不同具有不同的直流电阻，因此线路长度形成的线路阻抗起到了一定的保护作用：在用户端发生线路短路故障，线路阻抗限制了短路电流极限值，断路器越级脱扣多数体现在本栋楼单元配电开关或者整栋楼配电开关脱扣造成大面积停电。

故为避免微型断路器出现越级脱扣现象，较高等级的微型断路器一般会采用延时断路器，即在微型断路器中设置有延时机构。过载或短路时，在延时机构的作用下使微型断路器延时断开。在现有的延时断路器的延时机构一般采用克服弹簧的弹力的方式来实现延时，延时时间短，延时效果差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种延时机构，以改善延时机构延时时间短、延时效果差的问题。

本发明的目的在于提供一种断路器，以改善断路器延时时间短、延时效果差的问题

本发明是这样实现的：

基于上述第一目的，本发明提供一种延时机构，用于触发脱扣机构，包括壳体、电磁线圈、静铁芯和动铁芯；

电磁线圈缠绕于壳体的外侧，静铁芯固定于壳体内，静铁芯可滑动的设置于壳体内；

动铁芯上设有限位部和触发件，壳体上设有弹性限位件，限位部能够约束弹性限位件，并限制动铁芯相对静铁芯向第一方向滑动，第一方向为动铁芯向靠近静铁芯滑动的方向；

电磁线圈通入过负载电流时，弹性限位件能够发生形变并脱离限位部的束缚，使得动铁芯相对静铁芯向第一方向滑动，以使触发件触发脱扣机构。

进一步地，弹性限位件包括弹性钢丝。

进一步地，限位部为开设于动铁芯上的卡槽，弹性钢丝卡于卡槽内。

进一步地，卡槽包括第一槽壁，第一槽壁为斜面，动铁芯向第一方向滑动时，弹性钢丝能够沿第一槽壁滑动并脱离卡槽。

进一步地，卡槽还包括第二槽壁，动铁芯向第二方向滑动时，第二槽壁能够阻挡弹性钢丝，第二方向与第一方向相反。

进一步地，动铁芯相对静铁芯滑动的方向线垂直于第二槽壁。

进一步地，动铁芯包括第一连接体和第二连接体，第一连接体设于第二连接体的一端，第一连接体较第二连接体靠近于触发件，第二连接体的纵向投影完全位于第一连接体内，卡槽开设于第一连接体与第二连接体的连接处。

进一步地，限位部为设于动铁芯上的凸出部，凸出部包括第一引导斜面和第二引导斜面；

动铁芯向第一方向滑动时，弹性钢丝能够沿第一引导斜面滑动，动铁芯向第二方向滑动时，弹性钢丝能够沿第二引导斜面滑动，第一方向与第二方向相反。

进一步地，第一引导斜面的斜度大于第二引导斜面的斜度。

基于上述第二目的，本发明提供一种断路器，包括外壳、脱扣机构和上述延时机构，脱扣机构与延时机构均设于外壳内，动铁芯相对静铁芯向第一方向滑动时，动铁芯能够触发脱扣机构，并使脱扣机构脱扣。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种延时机构，过负载(过载或短路)时，电磁线圈中的电流为过载电流或短路电流，静铁芯和动铁芯都将产生磁力，以使动铁芯相对静铁芯滑动。动铁芯在滑动过程中，限位部将使弹性限位件发生形变，在此过程中，动铁芯缓慢的运动并靠近静铁芯。动铁芯与静铁芯的距离将逐渐减小，动铁芯与静铁芯间的磁力将逐渐增大，最终使弹性限位件脱离限位部的束缚，动铁芯将快速运动并使触发件触发脱扣机构。这种延时机构的延时过程即为弹性限位件未与限位部脱离的过程，延时时间较长，具有很好的延时效果。

本发明提供一种断路器，包括上述延时机构，具有延时时间长、延时效果好的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本发明实施例1提供的断路器的结构示意图；

图2为图1所示的延时机构的结构示意图；

图3为图2所示的动铁芯与触发件的连接示意图；

图4为本发明实施例2提供的断路器的延时机构的结构示意图；

图5为图4所示的动铁芯与触发件的连接示意图；

图6为本发明实施例3提供的断路器的延时机构的结构示意图；

图7为图6所示的动铁芯与触发件的连接示意图。

图标：100-断路器；10-外壳；11-静触头；20-脱扣机构；21-抵触部；30-延时机构；31-壳体；32-电磁线圈；33-静铁芯；34-弹性钢丝；35-动铁芯；351-第一连接体；352-第二连接体；36-卡槽；361-第一槽壁；362-第二槽壁；363-底壁；37-凸出部；371-第一引导斜面；372-第二引导斜面；38-触发件；381-连杆；382-触发部；40-执行部件；41-动触头；50-回位机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，提供一种断路器100，包括外壳10、脱扣机构20、延时机构30、执行部件40和回位机构50。延时机构30设于外壳10内，脱扣机构20可转动的设置在外壳10内，脱扣机构20具有抵触部21，执行部件40与外壳10转动连接，执行部件40上设有动触头41，外壳10上设有静触头11。常态下，回位机构50作用于执行部件40，使动触头41与静触头11接触；短路或过载时，延时机构30将延时作用于脱扣机构20的抵触部21，从而使脱扣机构20脱扣，并带动执行部件40转动，从而使动触头41与静触头11分离。

其中，如图2所示，延时机构30包括壳体31、电磁线圈32、静铁芯33、弹性限位件和动铁芯35。

壳体31为一端开口的筒体。电磁线圈32缠绕于壳体31的外侧，电磁线圈32通电后会产生磁场。

静铁芯33在磁场作用下可产生磁性。静铁芯33为柱状，静铁芯33固定在壳体31内，静铁芯33位于壳体31开口的一端，并将壳体31封闭。静铁芯33的中间位置设有与其同轴的通孔。

本实施例中，弹性限位件为弹性钢丝34，弹性钢丝34的两端分别固定在壳体31的内壁上，弹性钢丝34沿平行于壳体31的半径方向布置。当弹性钢丝34受到径向力时，弹性钢丝34将发生形变，即弹性钢丝34可在一定范围内伸长；当撤去外力后，弹性钢丝34将恢复到绷直状态。

如图3所示，动铁芯35上设有限位部和触发件38。动铁芯35在磁场作用下可产生磁性。

动铁芯35包括第一连接体351和第二连接体352，第一连接体351设于第二连接体352的一端，第一连接体351与第二连接体352均为圆柱体。第二连接体352的纵向投影完全位于第一连接体351内，即第二连接体352的直径小于第一连接体351的直径。第一连接体351的直径小于壳体31的内径。第二连接体352的纵向即为第二连接体352的轴向。

本实施例中，限位部为开设在动铁芯35上供弹性钢丝34卡入的卡槽36，卡槽36开设于第一连接体351与第二连接体352的连接处。卡槽36的截面为v形，卡槽36包括第一槽壁361和第二槽壁362，第一槽壁361位于第二连接体352上，第二槽壁362位于第一连接体351上。第一槽壁361与第二槽壁362均为斜面。本实施例中，卡槽36为环形槽，即卡槽36为整周分布在动铁芯35上的槽。当然，在其他具体实施例中，卡槽36也可为动铁芯35上的平行于动铁芯35的半径的条形槽。

抵触件包括连杆381和触发部382，连杆381为圆形杆，其直径与静铁芯33上的通孔的孔径相匹配。触发部382为圆形板。连杆381的一端与第一连接体351远离第二连接体352的一端固定，连杆381的另一端与触发部382螺接。

如图2所示，动铁芯35设于壳体31内，连杆381穿设在静铁芯33的通孔内，动铁芯35和触发部382分别位于静铁芯33轴向的两侧。弹性钢丝34卡于动铁芯35上的卡槽36内，卡槽36对弹性钢丝34起到约束作用，也就是说，弹性钢丝34可限制动铁芯35的移动。

如图1所示，延时机构30固定外壳10内，动铁芯35中的触发部382与脱扣机构20中的抵触部21相对，触发部382与抵触部21相距一定距离。

在实际使用过程中，断路器100将接入电路中，电磁线圈32会串联在电路中。当电路过负载时，电磁线圈32中将产生较大的过负载电流(过载电流或短路电流)，电磁线圈32产生磁场，动铁芯35与静铁芯33均具有磁性，动铁芯35与静铁芯33间产生磁力，磁力使动铁芯35相对静铁芯33向第一方向滑动，第一方向即为动铁芯35向靠近静铁芯33滑动的方向。动铁芯35在滑动过程中，卡槽36将使弹性钢丝34发生形变，在此过程中，动铁芯35缓慢的运动并靠近静铁芯33。动铁芯35与静铁芯33的距离将逐渐减小，动铁芯35与静铁芯33件的磁力将逐渐增大，当磁力达到一定值时，弹性钢丝34将沿卡槽36的第一槽壁361滑动，并最终脱离限位槽的束缚。随后，动铁芯35将快速运动并使触发部382撞击脱扣机构20的抵触部21，使得脱扣机构20脱扣，在脱扣机构20的作用下使执行部件40转动，最终使动触头41与静触头11分离，使整个电路处于断路状态。延时机构30的延时过程即为弹性钢丝34未与卡槽36脱离而发生形变的过程，延时时间较长，具有很好的延时效果。

故障消除后，延时机构30可在外力作用下回位，延时机构30回位即为动铁芯35相对静铁芯33向第二方向滑动的过程，第二方向与第一方向相反。动铁芯35向第二方向滑动使得弹性钢丝34会再次卡入卡槽36内。由于动铁芯35的第二连接体352的轴向投影完全位于第一连接体351内，第一连接体351上的第二槽壁362对弹性钢丝34具有一定的阻挡作用，以防止动铁芯35在向第二方向滑动时，弹性钢丝34不易脱离卡槽36。

需要说明的是，本实施例中，弹性限位件为弹性钢丝34。在其他具体实施例中，弹性限位件也可为其他对动铁芯35的运动具有阻止能力的弹性部件，比如，弹性限位件为具有足够弹性强度的弹性绳。

实施例2

如图4所示，本实施例提供一种断路器100，与上述实施例的区别在于，延时机构30中的动铁芯35的结构不同。

本实施例中，动铁芯35上同样设有限位部和触发件38。

如图5所示，动铁芯35包括第一连接体351和第二连接体352，第一连接体351设于第二连接体352的一端，第一连接体351与第二连接体352均为圆柱体。第二连接体352的轴向投影完全位于第一连接体351内，即第二连接体352的直径小于第一连接体351的直径。第一连接体351的直径与壳体31的内径相匹配。

本实施例中，限位部为开设在动铁芯35上供弹性钢丝34卡入的卡槽36，卡槽36开设于第一连接体351与第二连接体352的连接处。卡槽36包括第一槽壁361、底壁363和第二槽壁362，第一槽壁361与所述第二槽壁362通过底壁363连接。第一槽壁361位于第二连接体352上，第二槽壁362位于第一连接体351上。第一槽壁361为斜面，第二槽壁362垂直于动铁芯35的轴线。本实施例中，卡槽36为环形槽。

本实施例中，触发件38的结构与上述实施例相同，触发件38中的连杆381远离触发部382的一端与第一连接体351固定。

如图4所示，动铁芯35设于所述壳体31内，连杆381穿设在静铁芯33的通孔内，动铁芯35和触发部382分别位于静铁芯33轴向的两侧。弹性钢丝34卡于动铁芯35上的卡槽36内。当动铁芯35向靠近静铁芯33的方向运动时，弹性钢丝34最终将沿第一槽壁361滑动并脱离卡槽36；当动铁芯35向远离静铁芯33方向运动时，弹性钢丝34将卡入卡槽36内，并最终被第二槽壁362所阻挡。

本实施例中，延时机构30中的第一连接体351与壳体31可形成很好的配合，动铁芯35在滑动过程中具有很好的稳定性。此外，由于卡槽36的第二槽壁362与动铁芯35的轴线垂直，即动铁芯35相对静铁芯33的滑动的方向线与第二槽壁362垂直，保证动铁芯35向远离静铁芯33的方向滑动时，弹性钢丝34不会从卡槽36中脱离。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3

如图6所示，本实施例提供一种断路器100，与实施例1的区别在于，延时机构30中的动铁芯35的结构不同。

本实施例中，动铁芯35上同样设有限位部和触发件38。

如图7所示，动铁芯35为圆柱形，触发件38中的连杆381远离触发部382的一端与动铁芯35固定。本实施例中，限位部为设于动铁芯35外圆周上的凸出部37。凸出部37包括相背离的第一引导斜面371和第二引导斜面372，第一引导斜面371较第二引导斜面372靠近于触发件38。第一引导斜面371的斜度大于第二引导斜面372的斜度，即第二引导斜面372较第一引导斜面371更加平缓。本实施例中，凸出部37为回转体，即第一引导斜面371和第二引导斜面372均为锥面，在其他具体实施例中，凸出部37也可为动铁芯35上的凸块，则第一引导斜面371和第二引导斜面372则为平面。

如图6所示，动铁芯35设于壳体31内，连杆381穿设在静铁芯33的通孔内，动铁芯35和触发部382分别位于静铁芯33轴向的两侧。弹性钢丝34与动铁芯35的外圆周面接触，凸出部37对弹性钢丝34具有约束作用，凸出部37与弹性钢丝34配合可限制动铁芯35的运动。

当电磁线圈32通入过负载电流时，动铁芯35向静铁芯33的方向运动，此时凸出部37将带动弹性钢丝34发生形变。当动铁芯35向静铁芯33继续靠近时，动铁芯35与静铁芯33间的磁力增大，弹性钢丝34沿第一引导斜面371滑动，并最终越过凸出部37，动铁芯35将快速靠近静铁芯33，从而使触发部382撞击脱扣机构20中的抵触部21，使脱扣机构20脱扣。

延时机构30在外力的作用下可回位，延时机构30回位即动铁芯35向远离静铁芯33的方向运动。动铁芯35在向远离静铁芯33的方向运动时，钢丝将最终沿第二引导斜面372滑动并越过凸出部37，最终实现回位。

本实施例中，限位部为设于所述动铁芯35外侧的凸出部37，弹性钢丝34与凸出部37之间可相互制约，使得整个延时机构30延时时间较长、延时效果好。此外，凸出部37上的第一引导斜面371的斜度大于第二引导斜面372斜度，使得延时机构30回位时，弹性钢丝34能够更容易的跨越凸出部37。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。