电磁机构及断路器的制作方法

本实用新型涉及电气技术领域，具体而言，涉及一种电磁机构及断路器。

背景技术：

在人们的日常用电中，为了能够对电路的正常电流进行分断以及对电路的异常电流进行自动分断，通常会在电路中连接设置断路器。

目前断路器中实现对异常电流进行自动分断的功能的组件为脱扣器及与脱扣器配合的脱扣机构，其中脱扣器可以采用电磁机构或热脱扣机构。通常电磁机构采用铁芯以及套设在铁芯上的线圈组件构成，利用连接在电流中的线圈组件产生的磁力推动铁芯运动以使铁芯靠近并磁吸脱扣机构的脱扣执行件，以驱动脱扣执行件实现自动脱扣(自动分断)，或电磁机构采用线圈组件和磁轭构成，通过磁轭将线圈组件产生的磁场进行导向以对脱扣机构的脱扣执行件产生磁力，以驱动脱扣执行件实现自动脱扣。但是，现有的上述电磁机构，由于具有线圈，导致其空间占用较大，不利于断路器的小型化设计。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电磁机构及断路器，取消了线圈组件，通过动铁芯与环形磁轭之间的相对滑动驱动脱扣执行件，整体结构扁平化设置，空间占用较小，有利于断路器的小型化设计。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种电磁机构，用于驱动断路器脱扣机构的脱扣执行件，包括：导电板、环形磁轭、动铁芯以及弹性件，导电板用于接入至断路器的工作回路，环形磁轭套设于导电板上，环形磁轭形成有与导电板一板面相对的梯形切口，动铁芯位于梯形切口内，动铁芯与环形磁轭可沿第一方向相对滑动，第一方向为梯形切口两腰的收敛方向且平行于导电板的板面，弹性件用于在动铁芯和环形磁轭相互靠近时施加阻力。

可选地，动铁芯的形状与梯形切口配合。

可选地，环形磁轭的梯形切口呈等腰梯形。

可选地，环形磁轭的梯形切口两腰的收敛方向指向或背离脱扣执行件。

可选地，环形磁轭与导电板固定连接，动铁芯一端部可伸出于环形磁轭的梯形切口，用于驱动脱扣执行件。

可选地，环形磁轭的梯形切口远离导电板的一侧设置有连接板，动铁芯位于连接板和导电板之间，动铁芯与连接板或导电板滑动连接。

可选地，弹性件位于动铁芯远离脱扣执行件的一侧，弹性件的一端与动铁芯连接、另一端与导电板连接。

可选地，弹性件位于动铁芯靠近脱扣执行件的一侧，弹性件的一端与动铁芯连接、另一端与连接板连接。

可选地，动铁芯与连接板滑动连接时，动铁芯和连接板分别对应设置滑槽和滑块，滑槽与滑块滑动配合。

可选地，动铁芯与导电板固定连接，环形磁轭与导电板滑动连接。

可选地，弹性件的一端与环形磁轭连接、另一端与导电板连接。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种断路器，包括：脱扣机构以及上述任意一项的电磁机构，电磁机构用于驱动脱扣机构的脱扣执行件。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种电磁机构，包括导电板、环形磁轭、动铁芯以及弹性件，其中，导电板通过接入到断路器的工作回路中，可以作为断路器的静触头，与动触头配合以实现相互断合(断离和接合)控制电路的通断，也可以与断路器的动触头连接导通，通过动触头与静触头的相互断合配合控制电路的通断。环形磁轭套设在导电板上，当导电板所接入的工作回路形成通路时(即断路器的动静触头接合时)，导电板中会形成电流且能够在环形磁轭上产生环形磁场，由于环形磁轭形成有梯形切口(该梯形切口平行于导电板的板面)，因此环形磁轭能够在梯形切口的两腰上形成磁极。动铁芯位于环形磁轭的梯形切口内，并且动铁芯与环形磁轭可以沿第一方向相对滑动，该第一方向为梯形切口两腰的收敛方向，因此，动铁芯和环形磁轭能够在环形磁铁形成的磁极的磁力作用下沿第一方向滑动而相互靠近(由于磁力垂直于梯形切口的两腰，而两腰与第一方向具有夹角，因此该磁力具有沿第一方向的分量，能够使动铁芯和环形磁轭沿第一方向相对滑动)，弹性件能够对动铁芯和环形磁轭相互靠近时施加阻力。该电磁机构工作时，在导电板中电流的作用下，环形磁轭产生一定强度的磁场以在其梯形切口的两腰上形成磁极，随着导电板中电流的增大(例如断路器接入的工作电路出现短路等异常情况)，环形磁轭上的磁场强度会增强，进而使磁极对动铁芯的磁力增大，当该磁力大于弹性件的弹性形变力(即上述的阻力)时，在该磁力的作用下动铁芯和环形磁轭会沿第一方向相对滑动(通常两者中，一个固定一个滑动)，从而能够通过滑动的动铁芯或环形磁轭对与其配合的脱扣执行件进行驱动，以实现脱扣机构脱扣，使断路器动触头与静触头断离(当导电板作为静触头时，脱扣动作为动触头与导电板断离)，此时导电板电流中断，因此环形磁轭的磁力消失，在弹性件回弹力的作用下上述滑动的动铁芯或环形磁轭能够实现回位(重新滑动回初始位置)。该电磁机构能够通过导电板中的电流在套设于导电板上的环形磁轭上产生环形磁场，使环形磁轭与动铁芯能够在磁场力的作用下相互靠近滑动，以驱动脱扣执行件实现脱扣，整体结构扁平化设置，且动铁芯和环形磁轭的相对滑动为平动的方式，其空间占用较小，有利于断路器的小型化设计。

本实用新型实施例提供的一种断路器，采用上述的电磁机构，能够节省壳体内部的空间布局，从而能够更加方便的进行小型化设计，便于应用于小型或微型设备。

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为本实用新型实施例提供的电磁机构的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的电磁机构的动铁芯与环形磁轭配合结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电磁机构的结构示意图之二；

图4为本实用新型实施例提供的电磁机构的连接板与动铁芯配合结构示意图。

图标：110-导电板；120-环形磁轭；121-梯形切口；122-连接板；130-动铁芯；140-弹性件；150-滑槽；160-滑块；210-动触头；220-脱扣执行件。

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，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供一种电磁机构，用于驱动断路器脱扣机构的脱扣执行件，如图1所示，包括：导电板110、环形磁轭120、动铁芯130以及弹性件140，结合图3所示，导电板110用于接入至断路器的工作回路，环形磁轭120套设于导电板110上，结合图2所示，环形磁轭120形成有与导电板110一板面相对的梯形切口121，动铁芯130位于梯形切口121内，动铁芯130与环形磁轭120可沿第一方向相对滑动，第一方向为梯形切口121两腰的收敛方向且平行于导电板110的板面，弹性件140用于在动铁芯130和环形磁轭120相互靠近时施加阻力。

该电磁机构在实际应用中，可以将其设置于断路器的壳体内，并使其动铁芯130或环形磁轭120与断路器中脱扣机构的脱扣执行件220相对应(可参照图3所示的一种实施方式)，以使该电磁机构能够通过动铁芯130或环形磁轭120的滑动来驱动脱扣执行件220以实现脱扣操作。例如，如图3所示，可以将环形磁轭120与导电板110固定，调整该电磁机构的位置使动铁芯130与脱扣执行件220对应设置，在环形磁轭120的磁力作用下，通过动铁芯130沿第一方向朝向环形磁轭120滑动的动作来驱动脱扣执行件220以实现脱扣操作。又例如，可以将动铁芯130与导电板110固定，调整该电磁机构的位置使环形磁轭120与脱扣执行件220对应设置，在动铁芯130对环形磁轭120的磁力的反作用力下，通过环形磁轭120沿第一方向朝向动铁芯130滑动的动作来驱动脱扣执行件220以实现脱扣操作。

需要说明的是，在上述的示例中，动铁芯130或环形磁轭120驱动脱扣执行件220的方式，可以是利用滑动动作冲击(击打)脱扣执行件220以使脱扣执行件220进行动作，也可以是利用滑动动作推动(或拉动)脱扣执行件220以使脱扣执行件220进行动作，具体驱动脱扣执行件220的方式可以根据实际情况进行设置，对此，在本实用新型实施例中不做具体限制。另外，动铁芯130固定时，还可以通过将其与断路器内的其他固定件(壳体等)固定连接实现；环形磁轭120固定时，还可以通过将其与断路器内的其他固定件(壳体等)固定连接实现；对此，在本实用新型实施例中不做具体限制，上述仅为本实用新型例举的实施方式。

该电磁机构的弹性件140在实际应用中，可以根据具体的设置进行调整设置，例如，当环形磁轭120固定设置而动铁芯130滑动设置时，可以将弹性件140与动铁芯130连接设置，以在动铁芯130受磁力朝向环形磁轭120滑动时，通过弹性件140向动铁芯130施加阻力(即与动铁芯130朝向环形磁轭120滑动时与滑动方向相反的力)。又例如，当动铁芯130固定设置而环形磁轭120滑动设置时，可以将弹性件140与环形磁轭120连接设置，以在环形磁轭120受动铁芯130反作用力朝向动铁芯130滑动时，通过弹性件140向环形磁轭120施加阻力(即与环形磁轭120朝向动铁芯130滑动时与滑动方向相反的力)。当然，还可以将弹性件140分别与动铁芯130和环形磁轭120连接设置，在环形磁轭120固定设置或动铁芯130固定设置时，弹性件140可向两者中滑动的一方施加阻力。其中，弹性件140可以是扭簧、直线弹簧(压簧或拉簧等)。

需要说明的是，环形磁轭120上形成的梯形切口121的梯形面与导电板110相互平行。其可以为直角梯形、等腰梯形等任意梯形形状，并且在实际应用中，梯形切口121的两腰收敛方向(即第一方向——动铁芯130与环形磁轭120相对滑动的方向)设置的与导电板110中电流方向平行，并且通常为了能够使环形磁轭120内产生良好的磁场，电流方向与环形磁轭120的中心轴线不垂直，优选地，电流方向与环形磁轭120的中心轴线平行。

本实用新型实施例提供的一种电磁机构，结合图1、图2和图3所示，包括导电板110、环形磁轭120、动铁芯130以及弹性件140，其中，导电板110通过接入到断路器的工作回路中，可以作为断路器的静触头，与动触头210配合以实现相互断合控制电路的通断，也可以与断路器的动触头210连接导通，通过动触头210与静触头的相互断合配合控制电路的通断(附图未示出)。环形磁轭120套设在导电板110上，当导电板110所接入的工作回路形成通路时(即断路器的动静触头接合时)，导电板110中会形成电流且能够在环形磁轭120上产生环形磁场，由于环形磁轭120形成有梯形切口121(该梯形切口121平行于导电板110的板面)，因此环形磁轭120能够在梯形切口121的两腰上形成磁极。动铁芯130位于环形磁轭120的梯形切口121内，并且动铁芯130与环形磁轭120可以沿第一方向相对滑动，该第一方向为梯形切口121两腰的收敛方向，因此，动铁芯130和环形磁轭120能够在环形磁铁形成的磁极的磁力作用下沿第一方向滑动而相互靠近(由于磁力垂直于梯形切口121的两腰，而两腰与第一方向具有夹角，因此该磁力具有沿第一方向的分量，能够使动铁芯130和环形磁轭120沿第一方向相对滑动)，弹性件140能够对动铁芯130和环形磁轭120相互靠近时施加阻力。在该电磁机构工作时，在导电板110中电流的作用下，环形磁轭120产生一定强度的磁场以在其梯形切口121的两腰上形成磁极，随着导电板110中电流的增大(例如断路器接入的工作电路出现短路等异常情况)，环形磁轭120上的磁场强度会增强，进而使磁极对动铁芯130的磁力增大，当该磁力大于弹性件140的弹性形变力(即上述的阻力)时，在该磁力的作用下动铁芯130和环形磁轭120会沿第一方向相对滑动(通常两者中，一个固定一个滑动)，从而能够通过滑动的动铁芯130或环形磁轭120对与其配合的脱扣执行件220进行驱动，以实现脱扣机构脱扣，使断路器动触头210与静触头断离(当导电板110作为静触头时，脱扣动作为动触头210与导电板110断离)，此时导电板110电流中断，因此环形磁轭120的磁力消失，在弹性件140回弹力的作用下上述滑动的动铁芯130或环形磁轭120能够实现回位(重新滑动回初始位置)。该电磁机构能够通过导电板110中的电流在套设于导电板110上的环形磁轭120上产生环形磁场，使环形磁轭120与动铁芯130能够在磁场力的作用下相互靠近滑动，以驱动脱扣执行件220实现脱扣，整体结构扁平化设置，且动铁芯130和环形磁轭120的相对滑动为平动的方式，其空间占用较小，有利于断路器的小型化设计。

可选地，结合图1和图2所示，动铁芯130的形状与梯形切口121配合。

使动铁芯130的形状与梯形切口121相配合，能够使动铁芯130和环形磁轭120在磁力作用下相互靠近时，动铁芯130能够与梯形切口121嵌合，可以提高该电磁机构动铁芯130和环形磁轭120之间的配合度以及两者相对滑动的滑动行程，有利于节省运动空间。并且，由于两者形状相配合，所以动铁芯130具有与梯形切口121的两腰分别对应平行的两边，从而使动铁芯130能够在梯形切口121两腰形成的磁极下良好受力，提高该电磁机构工作的稳定性和一致性。

可选地，环形磁轭120的梯形切口121呈等腰梯形。

将环形磁轭120的梯形切口121设置为等腰梯形，可以使环形磁轭120梯形切口121的两腰形成的磁极对动铁芯130产生的磁力相等，从而使两磁极的磁力的合力与第一方向平行，使动铁芯130与环形磁轭120之间的相对滑动能够更加稳定平顺。

在实际应用中，梯形切口121的两腰与第一方向之间的夹角本领域技术人员可以根据具体情况设置。例如，将该夹角设置为30度、45度、60度等。

当环形磁轭120固定设置，动铁芯130滑动设置时，可选地，环形磁轭120的梯形切口121两腰的收敛方向指向或背离脱扣执行件220。

将环形磁轭120的梯形切口121两腰收敛方向指向脱扣执行件220设置，动铁芯130可以通过推动或冲击的方式驱动脱扣执行件220。将环形磁轭120的梯形切口121两腰收敛方向背离脱扣执行件220设置，动铁芯130可以通过拉动的方式驱动脱扣执行件220。

当环形磁轭120固定设置，动铁芯130滑动设置时，可选地，如图1所示，环形磁轭120与导电板110固定连接，动铁芯130一端部可伸出于环形磁轭120的梯形切口121，用于驱动脱扣执行件220。

需要说明的是，为了能够使动铁芯130伸出于梯形切口121的端部能够与脱扣执行件220配合，脱扣执行件220通常设置在梯形切口121两腰收敛方向指向的一侧，即将采用上述结构的电磁机构设置于断路器中时，可以使环形磁轭120的梯形切口121两腰收敛方向指向脱扣执行件220。

其中，滑动设置的动铁芯130可以沿第一方向与导电板110滑动连接。

使动铁芯130一端部可伸出于梯形切口121(从梯形较短的底边一侧伸出)，能够利用该端部更加便捷的与对应的脱扣执行件220相配合，以对脱扣执行件220进行驱动，其中，驱动方式可以是冲击(击打)、推动等形式。

当环形磁轭120固定设置，动铁芯130滑动设置时，可选地，结合图3和图4所示，环形磁轭120与导电板110固定连接，环形磁轭120的梯形切口121远离导电板110的一侧设置有连接板122，动铁芯130位于连接板122和导电板110之间，动铁芯130与连接板122或导电板110滑动连接。

通过在环形磁轭120的梯形切口121远离导电板110的一侧设置连接板122，将动铁芯130设置于导电板110和连接板122之间，能够利用连接板122对动铁芯130进行保护，以避免异物或应用于断路器时断路器中的其他结构件对动铁芯130和环形磁轭120之间的配合造成影响。设置有连接板122的上述结构中，滑动设置的动铁芯130可以与导电板110滑动连接，也可以与连接板122滑动连接，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。

可选地，如图3所示，弹性件140位于动铁芯130远离脱扣执行件220的一侧，弹性件140的一端与动铁芯130连接、另一端与导电板110连接。

其中，弹性件140可以是扭簧、直线弹簧(压簧或拉簧等)。

当环形磁轭120固定设置，动铁芯130滑动设置时，弹性件140位于动铁芯130远离脱扣执行件220的一侧，动铁芯130朝向脱扣执行件220滑动时，弹性件140能够对动铁芯130施加阻力，因此，当环形磁轭120中的磁场强度大于一定阈值以使磁力能够大于阻力时，动铁芯130才能够滑动以驱动脱扣执行件220。由于环形磁轭120中磁场强度与导电板110中电流大小呈正比，因此通过上述设置能够使导电板110内的电流大于一定阈值时，利用该电磁机构实现自动脱扣。

当环形磁轭120固定设置且在其梯形切口121上设置有连接板122时，可选地，弹性件140位于动铁芯130靠近脱扣执行件220的一侧，弹性件140的一端与动铁芯130连接、另一端与连接板122连接。

通过弹性件140设置于动铁芯130靠近脱扣执行件220的一侧，可以采用压簧作为弹性件140以向动铁芯130滑动时施加阻力。

当环形磁轭120固定设置且在其梯形切口121上设置有连接板122时，可选地，如图4所示，动铁芯130与连接板122滑动连接时，动铁芯130和连接板122分别对应设置滑槽150和滑块160，滑槽150与滑块160滑动配合。

其中，动铁芯130和连接板122上对应设置的滑槽150和滑块160可以根据具体情况进行设置，两者中一个设置滑槽150一个设置滑块160即可，通过滑槽150和滑块160滑动配合的形式实现动铁芯130与连接板122之间的滑动连接，便于实现可拆卸装配，装配相对简便且便于维护。

当环形磁轭120滑动设置，动铁芯130固定设置时，可选地，动铁芯130与导电板110固定连接，环形磁轭120与导电板110滑动连接。

将动铁芯130与导电板110固定连接，通过环形磁轭120与导电板110滑动连接，能够使环形磁轭120在动铁芯130的磁力反作用力下朝向动铁芯130滑动，从而驱动与其对应的脱扣执行件220进行脱扣动作。

当环形磁轭120滑动设置，动铁芯130固定设置时，在实际应用中，环形磁轭120的梯形切口121远离导电板110的一侧还可以设置连接板122，将动铁芯130设置于连接板122和导电板110之间，此时，环形磁轭120还可以通过连接板122与动铁芯130滑动连接，以实现环形磁轭120与动铁芯130之间相对滑动。

当环形磁轭120滑动设置，动铁芯130固定设置时，可选地，弹性件140的一端与环形磁轭120连接、另一端与导电板110连接(附图未对应示出)。

通过该弹性件140的设置，当环形磁轭120朝向动铁芯130滑动时(朝向脱扣执行件220滑动)，弹性件140能够对环形磁轭120施加阻力。因此，当环形磁轭120中的磁场强度大于一定阈值以使磁力能够大于阻力时，此时，动铁芯130对环形磁轭120的反作用力能够大于阻力，环形磁轭120弹性件140施加的阻力滑动以驱动脱扣执行件220。由于环形磁轭120中磁场强度与导电板110中电流大小呈正比，因此通过上述设置能够使导电板110内的电流大于一定阈值时，利用该电磁机构实现自动脱扣。

另外，需要说明的是，当环形磁轭120滑动设置，动铁芯130固定设置时，该电磁机构的其他可选实施方式与前述环形磁轭120固定设置，动铁芯130滑动设置时的可选实施方式类似，因此此处不再赘述。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种断路器，包括：脱扣机构以及上述任意一种电磁机构，电磁机构用于驱动脱扣机构的脱扣执行件220。

该断路器，采用上述的电磁机构，可以将电磁机构的环形磁轭120固定设置而动铁芯130滑动设置，也可以将电磁机构的动铁芯130固定设置而环形磁轭120滑动设置，通过将滑动设置的动铁芯130或环形磁轭120与脱扣机构的脱扣执行件220对应，利用动铁芯130或环形磁轭120的滑动驱动脱扣执行件220以实现自动脱扣，由于该电磁机构的中运动结构的运动方式为平动方式，且各部件为扁平化设计，因此能够节省壳体内部的空间布局，从而能够更加方便的进行小型化设计，便于应用于小型或微型设备。

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