断路器装置

本申请涉及一种安装在例如电动车辆供电线路中的断路 器装置。

在电动车辆的供电线路中，为了维修或其它原因，最好和用于阻 止流过过大电流的熔断器一起安装用于切断供电线路的断路器。因 而，在供电线路中一般安装刀开关型的断路器和容纳熔断器的壳体， 它们互相串联。

然而，由于在电动车辆的电源线中流过大电流，要求大的刀开关 型断路器和熔断器壳体，因而需要大的安装空间。此外，也难于拉开 刀型断路器以便遮断电流。

美国专利4,563,549涉及一种开关装置，其中一个手柄转动地 安装在可动电极上。该手柄的尺寸和结构限定了一个凸轮，该凸轮响 应于手柄的转动产生可动电极向固定电极靠近或离开的转移。然而， 该手柄不可能在平行于可动电极的端子部分的方向转移并且因此不能 提供惯性力来克服固定电极和可动电极之间的分离阻力。

考虑上述问题研制了按照本发明的断路器装置，其目的在于使断 路器装置紧凑，可以容易地遮断电流。

按照本发明的这一目的通过按照权利要求1的断路器装置来实 现。本发明的另外的较佳实施例包含在从属权利要求中。

按照本发明，提供一种断路器装置，包括：

在壳体中提供的一对固定电极；

通过和固定电极接合或离开用于断开或连接固定电极的可动电 极，以及

在可动电极上提供的手柄，用于使可动电极和固定电极接合与断 开，

其中手柄相对于可动电极沿可动电极的接合与断开的方向以宽 松的可动方式提供。

按照本发明，可以防止在可动电极的断开期间手柄的摆动，从而 使可动电极容易断开。此外，手柄可被更容易地定位，并可以实现有 利于手柄断开的“惯性效果”，因为手柄可以沿可动电极的接合或断 开方向宽松地容易地运动，尤其在可动电极实际断开之前，因此，产 生当固定的/可动的电极的断开阻力作用时提供的支持实际的断开力 的惯性力。换句话说，在通过可动电极出现固定/可动电极的断开阻力 之前，手柄可被加速。

按照本发明的最佳实施例，借助于把固定于手柄和可动电极中的 任何一个上的倾斜或枢轴运动的轴装配在另一个手柄和可动电极之一 中形成的伸长孔中，使手柄能够宽松地运动。

这样，尤其是通过提供伸长的支撑孔，使手柄能够相对于可动电 极装置转动或直线运动。

断路器装置最好还包括提供在手柄和可动电极之间的弹性保持 装置，用来阻止手柄与/或可动电极摆动。

弹性保持装置最好作用在固定于手柄与可动电极中任一个上的 轴上，所述的轴最好具有基本上为矩形的截面。

按照本发明的另一个实施例，断路器装置还包括提供在手柄和壳 体之间的可滑动件和引导槽，引导槽适用于当手柄被操作使可动电极 和固定电极接合与/或断开时引导可滑动件的相对滑动。

手柄在可动电极上最好能倾斜地设置。

此外，断路器最好还包括在导槽上形成的一个倾斜或旋转运动允 许部分，用来在基本上保持可动电极和固定电极的正确的接合时，通 过滑动件的相对分离或转动，使手柄被倾斜或转动。

最好是，沿着滑动件插入导槽的方向的滑动件的长度大于相对于 滑动件的插入方向沿从0°或180°的不同角的方向导槽的宽度， 尤其是沿着手柄在其静止位置的倾斜方向。

按照另一个最佳实施例，手柄包括可彼此替代的第一，第二手柄 元件，其中第一，第二手柄元件最好彼此套叠地接合，其中一个手柄 元件的套叠运动通过提供套叠运动限制装置沿扩大或伸长方向与/或 收缩方向被限制。

通过提供套叠接合的手柄元件，可以实现一个手柄元件的运动， 借以产生上述的惯性效果，从而帮助可动电极的断开。

最好套叠运动限制装置包括至少两个提供在第一与/或第二手 柄元件上的凸起，其中两个凸起互相作用以限制一个手柄元件的套叠 运动。

按照本发明的一个最佳实施例，提供如权利要求1的断路器装 置，其中包括：

提供在壳体中的一对固定电极，

通过和固定电极进行接合与断开用来断开与/或连接固定电极的 可动电极，

在可动电极上倾斜设置的手柄，用于使可动电极和固定电极进行 接合和断开，

提供在手柄和壳体之间的滑动件和引导槽，引导槽适用于当操作 手柄以便使可动电极和固定电极接合与断开时引导滑动件的相对滑 动，以及

在引导槽上形成的倾斜允许部分，用来通过在保持可动电极和固 定电极合适的接合时，允许滑动件作相对移动，从而允许手柄倾斜。

其中手柄相对于可动电极沿着可动电极的接合与断开方向被宽 松地可动地提供。

当可动电极要被断开时，手柄从其静止位置被升高并被向上推， 同时使滑动件面向引导槽。在这种情况下，因为手柄相对于可动电极 可宽松地运动，它使可以单独地被向上推，此时固定电极和可动电极 彼此接合。

因而，滑动件可用小的力被定位。在完成定位之后，手柄可以反 抗作用在电极之间的摩擦力被向上推，在此同时，滑动件通过引导槽。

换句话说，按照本发明，滑动件可以容易地在手柄退回之前相对 于此导槽被定位。

最好通过把固定在手柄和可动电极中任何一个上的倾斜或转动 轴装入在手柄和可动电极的另一个中形成的延长孔中使手柄可宽松地 运动。

通过使倾斜轴在长孔内运动，可以允许手柄相对于可动电极作宽 松运动。

按照另一个最佳实施例，还提供一个在手柄和可动电极之间的弹 性保持装置，用来阻止手柄与/或可动电极摆动。

因为阻止了手柄和可动电极彼此相对摆动，所以可以实现平滑的 插入。

本发明的这些和其它目的、特点和优点通过结合附图阅读下面的 说明会更加清楚，其中：

图1是当手柄在其静止位置时，本发明的第一实施例的局部剖视 平面图，

图2是当手柄在其直立位置时，第一实施例的垂直截面图，

图3是表示手柄是如何使电极接合与断开的侧视图，

图4是表示壳体的内部结构和安装体的结构的透视图，

图5是安装体的放大的透视图，

图6是表示在手柄插入之前的状态的局部侧视图，

图7是表示电极的接合的局部侧视图，

图8是表示在手柄插入期间的状态的局部侧视图，

图9是表示在手柄被插入之后的状态的局部侧视图，

图10是表示手柄在其静止位置的状态的局部侧视图，

图11是表示手柄退回开始状态的局部侧视图，

图12是用于支撑第二实施例的支撑轴的结构的垂直截面，

图13是具有拆下的盖板的平面图，

图14是按照第三实施例用来支撑支撑轴的结构的垂直截面 图，

图15是表示按照第四实施例如何用手柄使电极接合与断开的 侧视图，

图16是第五实施例当手柄处于其立起位置时的垂直截面图。

图1到11表示本发明的第一实施例。在图1到图3中，例如用 合成树脂作的壳体1包括上下壳体2和3。下壳体2呈具有基本上为 矩形截面的有底管形形状，其底壁4基本上位于其高度的中部。此外， 围绕下壳体2的底端的外表面形成有安装法兰5。法兰5通过在其4 个角中形成的安装孔6中拧紧螺栓被固定在所述的车辆上。

上壳体3被制成盖状的形状，以便被装在下壳体2的上端。上壳 体3通过拧紧螺栓8被可拆地固定在下壳体2上，螺栓8通过在上壳 体上表面的4个角形成的插入孔被插入在下壳体2的上端表面的4个 角中形成的螺栓孔中，然后被拧紧。

在下壳体2中，一对固定电极11a,11b在一侧(图4的前 侧)直立地设置，熔断器12被置于另一侧。为了支撑固定电极11a, 11b，一对内螺纹件13例如通过插入模制以预定间隔埋入底壁4 中，如图2所示。固定电极11a,11b的每一个最好是插头形，在其 长度的中部形成有六角部分15，并在其底端具有外螺纹部分16。换 句话说，各个电极11a,11b可以通过使外螺纹部分16和相应 的内螺纹件13螺纹配合被固定。

如图4所示，和电线X的一个露出端相连的端子装配件18被设 置在一个固定电极11a上(图2的左端的一个固定电极)。这一对 电线X通过在底壁4上形成的第一插入孔19被拉出。此外，如后面 所述的和熔断器12的一端相连的母线20被设置在另一个固定电极 11b上。

熔断器12被容纳在下壳体2的底壁4的另一侧。连接件23, 24从熔断器12的相对端伸出。一个连接件23通过拧紧螺栓27 被固定在和电线X的其它剥除端相连的端子装配件26上。电线X的 这一部分通过和上述的在底壁4上形成的插入孔19相似的第二插入 孔(未示出)拉出。安装在线X上的防水塞29被装入插入孔19、 28中，使开口密封。通过另一个螺栓27(图2)把水平延伸的母 线20的一端固定在熔断器的另一连接件24上。母线20的另一端 固定在固定电极11b上，如上所述。

可动电极31可分开地和一对固定电极11a,11b接合。如 图2所示，可动电极31被这样构成，使得桥接件33桥接在可和各 个固定电极11a,11b的引导端接合的一对栅板(louver) 端子32a,32b之间，从而连接栅板端子32a,32b。可动 电极31通插入模制在例如最好是合成树脂的窄的安装体35上安装 各个栅板端子32a,32b制成，使得栅板端子32a,32b从 安装体35的底面伸出。如图6所示，栅板端子32a,32b的基 端具有较大直径，即形成有较大直径部分47，密封环48被安装在 大直径部分47的外表面上。

在另一方面，一对插入孔36正好在固定电极11a,11b的 上方的上壳体3的顶壁位置上形成，可动电极31的栅板端子32a, 32b可插入其中。插入孔36在相应于栅板端子32a或32b的 大直径部分47的位置被加宽，从而形成大直径部分36a。更具体 地说，可动电极31的栅板端子32a,32b通过插入孔36和壳 体1中的相应的固定电极11a,11b接合或分开；借以形成断路 器开关38，用于连接与断开固定电极11a,11b。栅板端子 32a,32b和相应的插入孔36之间的间隙由密封环48密封。 熔断器12设置在电线X的中间位置，同时和断路器开关38串联。

用于使可动电极接合与断开的手柄40被提供在安装体35的 上表面上。手柄40最好呈具有倒梯形形状的框架形状。支撑部分 41在安装体35的上表面的相对端相对于其纵向伸出。此外，一对 可和支撑部分41接合的接合槽43被形成在手柄40的安装侧的边 缘。在手柄40的安装边上如此形成支撑孔44，使其通过接合槽 43延伸，并在相对的端面开口。在另一方面。安装体35的每个支 撑部分形成有具有垂直延长的截面的长孔42，如图5所示。

安装体35的支撑部分41被装配或插入手柄40的接合槽43 中。借助于通过支撑孔44和长孔42插入支撑轴45，手柄40被 安装在安装体35的上表面上，可绕支撑轴45转动。手柄40通过 长孔42内的支撑轴45的相对运动也可相对于安装本体35前后运 动，尤其是上下运动。

此外，在插入支撑轴45的手柄40的相对的外表面上，最好如 此形成矩形的或长方体的可滑动的突起70，使得突出一规定距离， 如图6所示。在每个可滑动的突起70中，如此形成一个用于支撑轴 45的插入孔71，使其和支撑孔44基本上同轴。

在另一方面，导向柱73设置在插入手柄40的上壳体3的上表 面的左右两侧。每个导向柱73形成有导向槽74，当手柄40插入 时用于引导突出部分70。导向槽74，沿栅板端子32a,32b 的插入/拉出的方向开口，具体地说，向上并基本上沿垂直方向延伸， 如图6所示。用作转动限制部分的基本上为直线的部分75被形成在 每个导向槽74的上部，在其中可滑动的凸起70不能转动而能自由 滑动地装入，在导向槽74的下部形成有转动允许部分76，它最好 基本上呈圆形，其直径大于直线部分75的宽度，从而允许可滑动的 凸起70转动。

当可动电极31随着手柄40的插入开始连接固定电极11a,11b 时，可动电极31受到装配阻力，手柄40运动靠近安装体35，从 而对其施加压力。与此同时，可滑动的突出部分70开始进入直线部 分75。

当通过使可动电极31和固定电极11a,11b正确地接合完 成手柄40的插入时，可滑动的突出部分70达到转动允许部分76。

在上壳体3的相应于所容纳的熔断器12的顶面的位置，提供有 支撑台60，如图1和图3所示。基本上呈L形的接收件61被提供 在每个支撑台60上。接收件61当可动电极31和固定电极11a, 11b正确地接合并且手柄40倒向其静止位置时，接收手柄40的 相对侧部分的基本上的中心部分。

磁体63最好安装在手柄40的相对侧部分的外表面的对称位 置上。在另一方面，引导开关65被设置在上壳体3的顶面上。引导 开关65被如此设置，使得当可动电极31和固定电极11a,11b 正确地接合并且手柄40倒向其上述的静止位置时，引导开关65正 好位于一个磁体63的前方，此时输出一部检测信号。引导开关65 和未示出的计算机相连，用来通过由在上壳体3的一个侧面上的托架 66固定的连接器67进行所需的控制。

第一实施例按上述构成，下面说明它的操作。一对固定电极11a, 11b被直立地设置，熔器12被容纳在壳体1内，并以上述的方式 连接在电线X的切开端之间。为了使电线X处于导通状态，手柄40 被提升到其壳体1外侧的直立位置，如图6所示，并被抓住从而把从 安装体35伸出的可动电极31的栅板端子32a,32b插入上壳 体3中形成的插入孔36中。

当栅极端子32a,32b开始和相应的固定电极11a,11 b配合时，手柄40受到配合阻力。因而，手柄40向安装体35运 动，同时支撑轴45在上孔42内向下运动，如图7所示。在这种状 态下，安装体35受到压力。与此同时，提供在手柄40上的可滑动 的凸起部分70进入引导槽74的直线部分，如图8所示。因为在直 线部分75不允许可滑动的突出部分70转动，所以手柄40被直向 前推而不摆动，从而光滑地使栅板端子32a,32b和固定电极11a,11b 接合。这样，断路器开关38便导通，使电线X通过熔断器12呈现 导电状态。

此时，如果可动电极31的栅板端子32a,32b和相应的固 定电极11a,11b正确地接合，则可滑动的突起70移出引导槽 74的直线部分75以外，达到转动允许部分76，如图9所示。因 为可滑动的突起70可以绕轴45转动，所以直立的手柄40可以倒 向静止位置，如图10所示。

在另一方面，在可动电极31的栅板端子32a,32b和固定 电极11a,11b不完全接合的状态下，则可滑动的突起70仍然 处于图8所示的直线部分75中，因而不动转动。这样，手柄40不 能倾斜。用这种方式，可以检测不充分接合状态。在这种情况下，继 续推手柄40到其正确位置。

因为可滑动的突起70和引导槽74在左右侧都有，所以即使手 柄40在水平面上转动180°之后被插入时仍有上述的效果。此 外，如果手柄40在可动电极31按如上所述正确地和固定电极11a, 11b接合之后倒向其正确位置，别提供在手柄40上的一个磁体63 刚好位于引导开关65的前方。因而，引导开关63输出一个检测信 号，借以电气地检测到断路器开关38已经导通。

当断路器开关38由于维修而切断时，手柄40被由静止位置升 到其直立位置，如图3和图10的实线所示。在这种情况下，可滑动 的突起70随着手柄40被向上拉需要位于引导槽74的直线部分75 的底端。因为支撑轴45可在上孔42内向上运动，当可动电极31 仍然和固定电极11a,11b接合时，手柄40可单独地被向上推。 在此期间，只需用小的力便可使可滑动的突起70定位并通过引导槽 74，如图11所示。此后，手柄40随着可滑动突起70通过直线 部分75克服在固定电极11a,11b和可动电极31之间的作用 的摩擦力被拉出。结果，可动电极31和固定电极11a,11b分 离，断路器开关38切断，使电线X呈非导通状态。

此外，当熔断器12熔断时，断路器开关38通过用类似于上述 的方式拉出可动电极31被切断，把螺栓8拧松以便除去上壳体3。 因为在这状态下暴露出熔断器12，所以可通过拧松螺钉27除去熔 断器12并换上新的熔断器。因为断路器开关38已被切断，所以可 以安全地更换熔断器12。如上所述，按照本实施例的断路器装置， 在手柄40被拉之前可以用小的力容易地使可滑动突起70相对于引 导槽74的直线部分75被定位。

图12和13表示本发明的第二实施例。第二实施例具有用于阻 止手柄40在开始插入可动电极31时摆动的装置。

具体地说，在提供在安装体35的每个支撑部分41中，在长孔 42的相对侧形成有安装孔80。叶片弹簧82被装在安装孔80中， 用来弹性地保持支撑轴45。安装孔80的上端由盖板83封闭。在 另一方面，在开始抽出手柄40时，支撑轴45需要相当容易地沿着 长孔42运动，以便按上述方式使可滑动突起70定位。因而，叶片 弹簧82的保持力需要被设定为大大小于固定电极11a,11b和 可动电极31之间作用的摩擦力。

因为其它的结构和第一实施例的相同，不再进行专门说明，其中 相同功能的元件用相同的标号表示。

按照第二实施例，通过用叶片弹簧82保持支撑轴45，手柄40 可相对于安装体35被牢固地保持在其直立位置而不摆动。因而，当 抓住手柄把可动电极31的栅板端子32a,32b插入插入孔36 中时，安装体35或可动电极31不摆动，从而使栅板端子32a, 32b平稳地插入插入孔36中。也可以阻止手柄40在可滑动的突 起70被装入引导槽74之前发生倾斜。

当手柄40要被抽出时，它可以在可动电极31和固定电极11a, 11b接合的情况下被单独地向上拉，同时支撑轴45沿着长孔42 反抗叶片弹簧82的保持力而运动。在此期间，可以使可滑动的突起 70被定位。

图14表示本发明的第三实施例。在第三实施例中，用于可倾斜 地支撑着手柄40的支撑轴85由基本上为矩形的杆构成，并和第二 实施例一样由叶片弹簧保持。支撑轴85需要在长孔86内是可转动 的。

因为支撑轴85是基本上呈矩形的杆，叶片弹簧82保持着支撑 轴85同时和支撑轴85的相对表面的宽的面积接触。因而，可以更 有效地阻止手柄40相对于安装体35摆动。

图15表示本发明的第四实施例，其中可滑动的突起70a被这 样形成，使得当手柄40处于其直立位置时沿垂直方向伸长。在另一 方面，形成在每个导向柱73a中的引导槽74a包括用作转动阻止 装置的基本上为直线的部分75a，在其中垂直定位的可滑动突起70a 被这样安装或插入，使得它只能自由地作滑动运动，还包括转动允许 部分76a，用于允许可滑动的突起70a绕支撑轴45转动。

按照第四实施例，在手柄40插入期间，可滑动的突起70a被 装入引导槽74a的直线部分75a中，借以阻止手柄40转动。因 而，手柄40可被沿直线施加压力而不摆动。如果可动电极31和固 定电极11a,11b正确地接合，则可滑动突起70a到达引导槽 74a的转动允许部分76a，在其中通过允许可滑动突起70a绕 支撑轴45转动而允许手柄40倾斜。此外，在拉出手柄40之前， 可滑动的突起70a可以用小的力被相对于引导槽74a的直线部分 75a定位。

具体地说，第四实施例被这样构成，使得当手柄40倾斜时，可 滑动的突起70a被水平地定向，借以由引导槽74a的直线部分75a 卡住。这种结构用于阻止手柄40或可动电极31和固定电极11a, 11b断开，尤其是当手柄40处于其倾斜位置时。

图16表示本发明的第五实施例，其中具有包括两个手柄元件4 0A和40B的手柄40。

尤其是其中手柄40具有两个套叠设置的即彼此接合的手柄元 件，例如手柄元件40A可从另一手柄元件40B伸长或扩展。手柄 元件40A具有至少一个凸起401A，它可以和手柄元件40B的 突起401B相互作用或邻接，借以限制手柄元件40A沿延长或扩 展方向E的运动。此外，手柄元件40A包括至少一个突起402A (或槽)，它可以和手柄元件40B的突起402B相互作用或邻接， 借以限制手柄元件沿缩回方向C的运动。

本发明不限于上述的并用附图表示的实施例。例如，以下的实施 例也包括在由权利要求限定的本发明的范围之内，并且除以下实施例 之外不脱离本发明的构思可以作出各种改型。

(1)作为用于允许手柄40作宽松运动的装置，和以上实施例 相反，可以形成具有长方形截面的支撑孔44。

(2)可滑动突起可被提供在固定的壳体1上，而引导槽可被提 供在可动手柄40上。本发明同样可应用于这种结构。

(3)本发明不限于其中熔断器被提供在断路器开关的一侧的断 路器装置，也可应用于只包括断路器开关的断路器装置。

符号表

X…线

1…壳体

2…下壳体

3…上壳体

11a,11b…固定电极

31…可动电极

32a,32b…栅板电极

35…安装体

40…手柄

40A,40B…手柄元件

42…长孔

45…支撑轴

70…可滑动突起

73…导向柱

74…引导槽

75…直线部分

76…转动允许部分

82…叶片弹簧

85…支撑轴

86…长孔 70a…可滑动突起 73a…导向柱 74a…导向槽 75a…直线部分 76a…转动允许部分 401A,401B,402A,402B…突起