断路器的制作方法

本实用新型涉及低压电器领域，特别是涉及一种断路器。

背景技术：

断路器是电器工业的重要组成部分，已得到了广泛的应用，当电气电路工作正常时，断路器可以通过闭合或断开供应电能的电路，来达到停电、供电和转换电路等功能；当电气电路出现过载或短路等异常时，断路器会通过跳闸以切断电气电路，避免因电路故障危及工作人员的安全和设备的正常运行。断路器的小型化已经越来越得到市场的认可，但是，小型化的同时断路器的电流规格也越来越大，对断路器内部空间及零部件材料特性的要求也越来越高，导致断路器内部结构越来越复杂，不仅与未来智能制造的大趋势相悖，而且零件及制造成本也越来越高。

特别是现有的断路器手柄，在连杆的两侧均设置有限位面，装配连杆时需要从两个限位面中插入手柄中，或再利用销轴固定，不仅难以将装配过程自动化，而且手柄的结构也比较复杂，在出模时需要抽芯工艺。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种成型方便和便于自动化装配设计的断路器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种断路器，其包括壳体以及安装在壳体内的手柄、操作机构和脱扣保护机构，操作机构包括跳扣、连杆和衔铁，跳扣和衔铁分别转动安装在壳体内且相互搭接配合，手柄上设有支撑板，支撑板沿手柄轴线方向的一侧设有驱动槽，驱动槽位于手柄的一端端部且靠近手柄100端部一侧为开口，连杆的一端能够沿手柄的轴线方向插入驱动槽并搭接在支撑板上，并通过限位机构限位在驱动槽内，连杆的另一端设有动触头并通过弹簧与跳扣连接，跳扣与衔铁搭接配合时，手柄能够通过驱动槽两端的侧壁驱动连杆转动，使连杆带动动触头与静触头接触和分开。

优选的，所述连杆插入驱动槽的一端设有圆弧形的滑动面，在驱动槽中部的侧壁设有成圆弧形且与滑动面配合的限位面，弹簧驱动连杆使滑动面抵在限位面上滚动配合。

优选的，所述限位机构为平行于手柄轴线一侧的铰接轴，连杆通过铰接轴与支撑板限位后与驱动槽中部的侧壁间隔设置，使连杆绕铰接轴转动。

优选的，所述铰接轴为销轴，在销轴的两端分别设有限位轴，支撑板和连杆上分别设有第一通孔和第二通孔，销轴穿过第一通孔和第二通孔，将支撑板和连杆限位在两端的限位轴之间；或者，所述铰接轴为销钉，在销钉的一端设有翻边，支撑板和连杆上分别设有第一通孔和第二通孔，销钉依次穿过第二通孔和第一通孔后翻边与连杆远离支撑板的侧面限位配合。

优选的，限位机构为设置在驱动槽内的限位板，限位板与支撑板相对设置，连杆沿手柄轴线方向插入驱动槽后，再插入到限位板与支撑板之间被限位。

优选的，所述跳扣成u型结构，包括分别设置在两端的转动部和搭扣部，以及连接在转动部与搭扣部之间的连接部，转动部转动安装在壳体内，搭扣部与衔铁搭接配合，壳体上设有转动凸台，转动凸台上设有成u型结构的转动槽，转动部插入到转动槽内转动并被转动槽的两个侧壁限位。

优选的，包括设置在跳扣与衔铁之间的脱扣联动件，所述脱扣联动件枢转安装在壳体内用于连接其它断路器的脱扣联动件，跳扣上设有与脱扣联动件配合的脱扣部，脱扣部与跳扣与衔铁解扣时通过脱扣部推动脱扣联动件，通过脱扣联动件带动其它断路器的脱扣联动件脱扣。

优选的，所述脱扣联动件包括转轴部，以及与转轴连接的传动臂，传动臂的一侧与衔铁配合，传动臂的另一侧设有与跳扣的脱扣部配合的驱动臂，所述转轴部在远离传动臂的一侧设有安装槽，安装槽与指示件的一端可拆卸连接，指示件的另一端伸到壳体侧壁的内侧，在壳体的侧壁上开设有与指示件对应的指示窗口。

优选的，所述连杆包括相连的第一连接部和第二连接部，且第一连接部与第二连接部倾斜设置，第一连接部远离第二连接部的一端设有滑动面，第二连接部远离第一连接部一端的一侧设有向背面延伸的第三连接部，第三连接部上设有与弹簧连接的第三弹簧孔，动触头通过焊接固定在第三连接部上，第二连接部远离第一连接部一端的一侧与壳体内的限位凸台配合，弹簧能够拉动第二连接部抵在限位凸台上限位。

优选的，所述手柄包括枢转安装在壳体内的枢转部，以及相对设置在枢转部两端的操作柄和支撑板，支撑板的厚度小于枢转部，枢转部与支撑板连接的一端设有驱动槽；所述支撑板远离枢转部的一端设有与跳扣配合的支撑凸台，手柄转动时通过支撑凸台推动跳扣转动；所述连杆位于支撑板的正面，跳扣位于支撑板的背面，在跳扣在靠近支撑板的一侧设有与支撑凸台相对的驱动板，当跳扣与衔铁解扣时，跳扣的驱动板能够抵在支撑凸台上限位手柄，将跳扣与衔铁再扣时，转动手柄通过支撑凸台推动驱动板，使跳扣克服弹簧的作用转动转动到衔铁的上方，通过弹簧驱动跳扣与衔铁搭接。

优选的，所述连接部顶侧靠近转动部的一端设有与手柄配合的驱动板，连接部顶侧靠近搭扣部的一端设有脱扣部，连接部顶侧的中部设有与弹簧连接的第一弹簧槽，在连接部的底侧设有与连杆配合的推动部，推动部能够在跳扣与衔铁解扣时撞击连杆。

优选的，所述脱扣保护机构包括双金属片和极靴，所述衔铁包括吸合部，以及与脱扣保护机构的双金属片配合的驱动部，在吸合部的一端设有与跳扣配合的搭扣槽，在吸合部的另一端设有转动安装在壳体上的环绕部，以及与复位弹簧连接的弹簧部，复位弹簧的另一端与壳体连接；驱动部包括从双金属片上方穿过的悬臂，悬臂的两端分别位于双金属片的两侧，悬臂的一端通过连臂与吸合部连接，悬臂的另一端设有伸至双金属片弯曲方向上的拨杆，复位弹簧能够推动衔铁抵在壳体上并使拨杆与双金属片间隔设置；壳体内设有环绕轴，所述环绕部的一端与吸合部连接，环绕部的另一端向侧面弯曲形成半环形结构，环绕部套在环绕轴的一侧，在环绕轴的另一侧设有定位板，定位板靠近吸合部的侧面设有与吸合部远离极靴的侧面限位配合的定位筋，复位弹簧能够推动吸合部抵在定位筋上限位。

本实用新型的断路器，在装配连杆时，先将连杆的一端沿手柄的轴线方向插入驱动槽，再通过限位机构将连杆限位在支撑板上，能够降低装配难度和便于自动化设计，而且驱动槽位于手柄的侧面，不需要通过抽芯工艺在手柄的端面上加工四周封闭的凹槽结构，简单的出模工艺即可实现加工成型，能够有效降低生产加工的难度和成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例断路器的自由脱扣状态；

图2是本实用新型实施例断路器的合闸状态；

图3是本实用新型实施例断路器的分闸状态；

图4是本实用新型实施例一的手柄与连杆的配合俯视图；

图5是本实用新型实施例一的手柄与连杆的配合侧视图；

图6是本实用新型实施例一的手柄的正面结构示意图；

图7是本实用新型实施例一的手柄的背面结构示意图；

图8是本实用新型实施例一的连杆的正面结构示意图；

图9是本实用新型实施例一的连杆的背面结构示意图；

图10是本实用新型实施例二的手柄的俯视图；

图11是本实用新型实施例二的手柄的局部剖面图；

图12是本实用新型实施例二的手柄的正面结构示意图；

图13是本实用新型实施例二的手柄的背面结构示意图；

图14是本实用新型实施例三的销轴的结构示意图；

图15是本实用新型实施例三的销轴与手柄和连杆配合示意图；

图16是本实用新型实施例四的手柄的结构示意图；

图17是本实用新型实施例四的连杆的结构示意图；

图18是本实用新型实施例四的固定轴与手柄和连杆的配合示意图；

图19是本实用新型实施例壳体的结构示意图；

图20是本实用新型实施例跳扣的结构示意图；

图21是本实用新型实施例弹簧的结构示意图；

图22是本实用新型实施例衔铁的结构示意图；

图23是本实用新型实施例脱扣联动件的结构示意图；

图24是本实用新型实施例指示件的结构示意图；

图25是本实用新型实施例脱扣联动件与指示件的安装示意图；

图26是本实用新型实施例断路器在自由脱扣状态时操作平衡的受力分析图；

图27是本实用新型实施例断路器在合闸状态时操作平衡的受力分析图；

图28是本实用新型实施例断路器在分闸状态时操作平衡的受力分析图。

具体实施方式

以下结合附图1至28给出的实施例，进一步说明本实用新型的断路器的具体实施方式。本实用新型的断路器不限于以下实施例的描述。

如图1所示，本实用新型的断路器包括壳体以及安装在壳体内的手柄100、操作机构和脱扣保护机构，操作机构包括跳扣210、连杆220和衔铁240，跳扣210和衔铁240分别转动安装在壳体内且相互搭接配合，如图4-7所示，手柄100上设有支撑板110，支撑板110沿手柄100轴线方向的一侧设有驱动槽120，驱动槽120位于手柄100的一端端部且靠近手柄100端部一侧为开口，连杆220的一端能够沿手柄100的轴线方向插入驱动槽120并搭接在支撑板110上，并通过限位机构限位在驱动槽120内，连杆220的另一端设有动触头610并通过弹簧230与跳扣210连接，跳扣210与衔铁240搭接配合时，手柄100能够通过驱动槽120驱动连杆220转动，使连杆220带动动触头610与静触头620接触和分开，脱扣保护机构在故障电流经过时驱动衔铁240与跳扣210解扣，弹簧230能够驱动连杆220带动动触头610与静触头620分开。故障电流消失后，手柄100能够驱动跳扣210克服弹簧230的作用重新与衔铁240形成搭接配合。

本实用新型的断路器，在装配连杆220时，先将连杆220的一端沿手柄100的轴线方向插入驱动槽120，再通过限位机构将连杆220限位在支撑板110上，能够降低装配难度和便于自动化设计，而且驱动槽120位于手柄100的侧面，不需要通过抽芯工艺在手柄100的端面上加工四周封闭的凹槽结构，简单的出模工艺即可实现加工成型，能够有效降低生产加工的难度和成本。

现结合以下优选实施例说明本实用新型的断路器的结构，以下实施例的工作原理相同，区别在于手柄100上限位机构的结构不同，实施例三和实施例四中的限位机构为铰接轴结构，连杆220通过铰接轴与支撑板110限位后与驱动槽120的底部间隔设置，使连杆220绕铰接轴转动，此时限位机构作为连杆220的转动中心，实施例一和实施例二中的限位机构不作为连杆220的转动中心。

实施例一

如图4-9所示，本实施例的限位机构不作为连杆220的转动中心，所述连杆220插入驱动槽120的一端设有圆弧形的滑动面223，在驱动槽120的底部设有成圆弧形且与滑动面223的限位面121，弹簧230驱动连杆220使滑动面223抵在限位面121上滚动配合。

本实施例的限位机构为销钉310，在销钉310的一端设有翻边311，支撑板110和连杆220上分别设有第一通孔111和第二通孔221，第一通孔111与手柄100的转动中心平行设置，销钉310依次穿过第二通孔221和第一通孔111后铆合铰接，通过销钉310的翻边311与连杆220远离支撑板110的侧面限位配合，通过销钉310的翻边311将连杆220与支撑板110限位。

当然，如果销钉310能够承受连杆220的旋转力，也可以作为连杆220的旋转中心，都属于本实用新型的保护范围。

限位机构作为连杆220的转动中心时，驱动槽120的侧壁用于推动连杆220转动，限位机构不作为连杆220的转动中心，驱动槽120推动连杆220转动时，滑动面223抵在限位面121上滚动配合。

实施例二

如图10-13所示，本实施例与实施例一相同，均通过滑动面223抵在限位面121上滚动配合，限位机构不作为连杆220的转动中心，区别在于限位机构的结构不同。

本实施例的限位机构为设置在驱动槽120内的限位板320，限位板320与支撑板110相对设置，连杆220沿手柄100轴线方向插入驱动槽120后，再插入到限位板320与支撑板110之间被限位。本实施例不需要销钉310限位，装配过程更简单，效率也更高。

实施例三

如图14-15所示，本实施例的限位机构作为连杆220的转动中心，限位机构为销轴330，在销轴330的两端分别设有限位轴331，支撑板110和连杆220上分别设有第一通孔111和第二通孔221，销轴330穿过第一通孔111和第二通孔221，将支撑板110和连杆220限位在两端的限位轴331之间。

本实施例的销轴330可以作为连杆220的旋转中心，如果销轴330无法承受连杆220的旋转力，也可以不作为连杆220的旋转中心，都属于本实用新型的保护范围。

实施例四

如图16-18所示，本实施例的限位机构作为连杆220的转动中心，限位机构为设置在支撑板110上的固定轴340，在连杆220上设有套在固定轴340上转动配合的轴孔222，固定轴340可与支撑板110一体注塑成型，也可以为通过注塑成型与支撑板110固定为一体的金属轴。此外，本实施例的固定轴340可以作为连杆220的旋转中心，如果固定轴340无法承受连杆220的旋转力，也可以不作为连杆220的旋转中心，都属于本实用新型的保护范围。

如图20示出跳扣210的结构，所述跳扣210成u型结构，包括分别设置在两端的转动部213和搭扣部214，以及连接在转动部213与搭扣部214之间的连接部215，转动部213转动安装在壳体内，搭扣部214与衔铁240搭接配合，在连接部215顶侧靠近转动部213的一端设有与手柄100配合的驱动板216，连接部215顶侧靠近搭扣部214的一端设有脱扣部218，连接部215顶侧的中部设有与弹簧230连接的第一弹簧槽219，在连接部215的底侧设有与连杆220配合的推动部217，推动部217能够在跳扣210与衔铁240解扣时，撞击连杆220加速连杆220运动，带动动触头610更快地与静触头620分开。当然，也可以不设置推动部217，都属于本实用新型的保护范围。

优选的，壳体上设有转动凸台510，转动凸台510上设有成u型结构的转动槽511，跳扣210的转动部213能够插入到转动槽511内转动并被转动槽511的两个侧壁限位，跳扣210不需要与壳体铰接，具有装配方便，便于自动化装配的特点。

优选的，断路器还包括设置在跳扣210与衔铁240之间的脱扣联动件250，所述脱扣联动件250枢转安装在壳体内用于连接其它断路器的脱扣联动件250，跳扣210上的脱扣部218与脱扣联动件250配合，脱扣部218与跳扣210与衔铁240解扣时通过脱扣部218推动脱扣联动件250，通过脱扣联动件250带动其它断路器的脱扣联动件250脱扣。应用中包括多个断路器并排设置，多个断路器的结构相同,多个断路器分别接入电源的不同相线，且多个断路器的脱扣联动件250通过联动轴联动。

如图6-7示出手柄100的结构，所述手柄100包括枢转安装在壳体内的枢转部130，以及相对设置在枢转部130两端的操作柄140和支撑板110，支撑板110沿手柄100轴线方向的一侧设有驱动槽120，使支撑板110的厚度小于枢转部130，驱动槽120位于手柄100的一端端部且靠近手柄100端部一侧为开口，便于连杆220的装配，驱动槽120使得枢转部130和支撑板110之间形成驱动槽120构成的台阶；枢转部130的两侧分别设有枢转轴131，壳体两个相对设置的侧壁(图中仅示出一侧的侧壁)分别设有与枢转部130两侧的枢转轴131配合的枢转孔520，壳体的另一侧侧壁上设有与操作柄140配合的操作孔521，操作柄140穿过操作孔521伸到壳体外侧供人工拨动，操作柄140能够在操作孔521两侧的侧边之间转动，在操作柄140的侧面设有联动孔141，多个断路器拼接使用时可以通过连接件与其它断路器的手柄100上的联动孔141连接，实现同时合闸和分闸多个断路器。

优选的，所述支撑板110远离枢转部130的一端设有与跳扣210上驱动板216配合的支撑凸台112，手柄100转动时通过支撑凸台112推动驱动板216带动跳扣210转动。具体的，连杆220位于支撑板110的正面，跳扣210位于支撑板110的背面，驱动板216设置在跳扣210靠近支撑板110的一侧与支撑凸台112相对。当跳扣210与衔铁240解扣时，跳扣210的驱动板216能够抵在支撑凸台112上限位手柄100，需要将跳扣210与衔铁240重新再扣时，顺时针转动手柄100通过支撑凸台112推动驱动板216，使跳扣210克服弹簧230的作用转动，将搭扣部214逆时针转动到与衔铁240搭接配合面的上方，再释放手柄100，通过弹簧230驱动跳扣210使搭扣部214重新与衔铁240保持搭接配合。当然，也可以在枢转部130上设置凸台与驱动板216配合，都属于本实用新型的保护范围。

如图8-9示出连杆220的结构，连杆220包括相连的第一连接部224和第二连接部225，且第一连接部224与第二连接部225倾斜设置，第一连接部224远离第二连接部225的一端设有圆弧形的滑动面223，第二连接部225远离第一连接部224一端的一侧设有向背面延伸的第三连接部226，第三连接部226上设有与弹簧230连接的第三弹簧孔227，动触头610通过焊接固定在第三连接部226上，第二连接部225远离第一连接部224一端的一侧与壳体内的限位凸台570配合，弹簧230能够拉动第二连接部225抵在限位凸台570上限位。跳扣210的推动部217在跳扣210与衔铁240解扣时，撞击连杆220的第二连接部225，加速连杆220带动动触头610与静触点620分开。

如图22示出衔铁240的优选实施例，所述脱扣保护机构包括双金属片530和极靴540，所述衔铁240包括吸合部241，以及与脱扣保护机构的双金属片530配合的驱动部242，在吸合部241的一端设有与跳扣210配合的搭扣槽246，在吸合部241的另一端设有转动安装在壳体上的环绕部243，以及与复位弹簧245连接的弹簧部244，复位弹簧245的另一端与壳体连接，吸合部241侧面的两侧分别与脱扣保护机构的极靴540的两个侧边相对设置。

进一步，所述驱动部242包括从双金属片530上方穿过的悬臂2421，悬臂2421的两端分别位于双金属片530的两侧，悬臂2421的一端通过连臂2422与吸合部241连接，悬臂2421的另一端设有伸至双金属片530弯曲方向上的拨杆2423，复位弹簧245能够推动衔铁240抵在壳体上并使拨杆2423与双金属片530间隔设置，过载电流经过双金属片530时，双金属片530弯曲一定距离后并推动拨杆2423带动衔铁240远离跳扣210。

本实施例的驱动部242从双金属片530上方穿过，不需要与双金属片530接触，改变吸合部241的长度后不需要改变双金属片530的结构，只要保证拨杆2423在双金属片530弯曲方向上即可。优选的，所述驱动部242与吸合部241一体成型，连臂2422与吸合部241顶侧的侧边齐平，具有结构可靠和便于加工的特点。

进一步，所述壳体内设有环绕轴550，所述环绕部243的一端与吸合部241连接，环绕部243的另一端向侧面弯曲形成半环形结构，环绕部243套在环绕轴550的一侧，在环绕轴550的另一侧设有定位板551，定位板551靠近吸合部241的侧面设有与吸合部241远离极靴540的侧面限位配合的定位筋552，复位弹簧245能够推动吸合部241抵在定位筋552上限位。

进一步，所述衔铁240包括两个环绕部243且两个环绕部243分别设置在弹簧部244的两侧，弹簧部244成l形结构，弹簧部244包括相连的第一弹簧杆2441和第二弹簧杆2442，第一弹簧杆2441与吸合部241连接，第二弹簧杆2442以环绕部243相同的方向折弯，复位弹簧245的一端套在第二弹簧杆2442上，复位弹簧245的另一端与壳体连接。

如图23-25示出脱扣联动件250的结构，脱扣联动件250包括转轴部251，以及与转轴部251连接的传动臂252，传动臂252的一侧与衔铁240配合，传动臂252的另一侧设有与跳扣210的脱扣部218配合的驱动臂253，壳体上设有与转轴部251配合的转轴孔560，转轴部251穿过转轴孔560且转动配合，在转轴部251的端部设有方形的联动孔254，方形的联动孔254可以通过方轴与其它断路器的脱扣联动件250连接形成联动，跳扣210在解扣时通过脱扣部218推动驱动臂253带动脱扣联动件250转动，进而带动其它断路器脱扣。

进一步，所述转轴部251在远离传动臂252的一侧设有安装槽255，安装槽255与指示件256的一端连接，指示件256的另一端伸到壳体侧壁的内侧，在壳体的侧壁上开设有与指示件256对应的指示窗口257，再扣、合闸和脱扣时，衔铁240能够推动传动臂252带动指示件256相对于指示窗口257转动，通过能够从指示窗口257内观测到指示件256来判断断路器的状态。优选的，所述安装槽255成燕尾型结构，所述指示件256的一端设有指示部2561，指示件256的另一端设有t型的插接件2562，t型的插接件2562与燕尾型的安装槽255插接配合实现可拆卸连接，使指示件256成为选配功能，在不需要指示功能时，可以不在脱扣联动件250上安装指示件256，使用起来非常灵活。

如图1所示，通过复位弹簧245推动及外壳环绕轴550作用下，衔铁240和跳扣210在不受外力作用下初始位置固定；跳扣210的转动部213与转动槽511弧面配合的旋转中心点为a，弹簧230与跳扣挂钩槽213连接点为b,弹簧230与连杆220连接点为c，在弹簧230作用下呈绕转动部213顺时针方向旋转趋势，转动槽511两侧的侧壁限制跳扣210转动范围,同时连杆220在弹簧230作用下，绕连杆210的第二通孔221呈逆时针旋转趋势与限位凸台570接触限位，进而限定连杆210的转动趋势，此时操作机构呈稳态，即产品的自由脱扣状态，依次连接abca形成封闭三角形的稳定力学状态，此时b点在ac连线右侧。

推动手柄100由图1位置顺时针方向旋转图3位置时，支撑凸台112推动跳扣210的驱动板216做逆时针旋，搭扣部214旋转至衔铁240的搭扣槽246上方，此时释放手柄100的外作用力，在弹簧230作用下，搭扣部214与搭扣槽246搭接，操作机构自锁呈稳态，即产品的再扣状态，此时b点在ac连线右侧。

推动手柄100由图3位置逆时针方向旋转至图2位置时，通过销钉310带动连杆220转动中心随手柄100转动，在弹簧230作用下，连杆220呈顺时针转动，当abc三点处于同一直线时达到机构合闸死点，此时继逆时针续转动手柄100，连杆220在弹簧230作用下，快速顺时针方向转动直至动触头610与静触点620接触，完成快速闭合操作，即产品的合闸状态，此时b点在ac连线左侧。通过对衔铁240施加一个外力使其逆时针旋转，直至跳扣搭扣部214与衔铁搭扣槽246分离，机构完成解锁动作，在弹簧230作用下，跳扣210顺时针运动，当b点顺时针转动至ac连线右侧时，连杆在弹簧230作用下逆时针转动至图1位置，完成机构解锁脱扣；在跳扣210顺时针旋转过程中，驱动部215撞击连杆220驱动面225，加速连杆220旋转角速度，动静触头快速分离。

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。