CN105551840A - 触头转轴***以及低压开关 - Google Patents

Abstract

本申请涉及触头转轴***以及低压开关。本发明公开了一种触头转轴***，包括动触头、转轴、以及弹簧和弹簧穿轴。动触头能够在转轴的空腔内旋转，并利用弹簧、弹簧穿轴和动触头上的承力轴锁紧动触头和转轴使之形成触头转轴***。触头转轴***构造成具有动触头与转轴贴合时的第一稳定位置和动触头与转轴分离时的第二稳定位置。本发明提供的触头转轴***，使得动触头在斥开过程具有防跌落功能，降低了动触头颤动的频率和次数，改善了触头转轴***在分断过程中，动触点与静触点频繁接触、斥开、再接触造成的烧损，缩短了短路分断时间。本发明还公开了具有上述触头转轴***的低压开关。

Description

触头转轴***以及低压开关

技术领域

本发明涉及低压电器，更具体地涉及一种触头转轴***以及低压开关。

背景技术

触头转轴***是低压开关中的主要零部件，包括动触头和转轴两部分，转轴为支撑触头并且使得触头能够转动的部件。触头转轴***承担着电流接通和断开的重要任务。在低压开关测试试验中，短路分断能力是一项很重要的指标。低压开关的短路分断过程为：当短路大电流通过时，机构脱扣，转轴带动动触头与静触头分开，从而断开电路。分断时间包括过电流脱扣器的动作时间和脱扣器触动牵引杆使锁扣解扣的时间。

然而，当短路大电流通过时，机构在脱扣之前，动触头在两个斥力即回路洛伦兹力和触点间的霍尔姆力的同时作用下，会有斥开的趋势和动作。当动触头被斥开后，斥力减小，动触头在终压力簧的作用下复位，然后又在斥力的作用下再次被斥开。在机构脱扣前，如此重复的斥开和复位，会造成动触头的往复颤动，引起动触头与静触头之间的电弧重燃，导致动触头和静触头的烧损甚至粘连，更严重的可能使断路器烧毁。

因此，当短路大电流通过时，缩短分断时间、降低动触头的往复颤动的频率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种触头转轴***，可降低动触头在斥开过程中往复颤动的频率，减小动触头和静触头的烧损。本发明的另一目的在于提供一种具有上述触头转轴***的低压开关。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种触头转轴***，包括动触头，其远离动触点的部分设置有旋转轴和承力轴；转轴，形成有空腔，所述转轴朝向所述空腔的两相对侧壁形成有第一定位槽；以及弹簧和弹簧穿轴；其中，所述动触头穿过所述转轴的空腔,所述旋转轴的两端分别安装于两所述第一定位槽内，所述动触头能够在所述转轴的空腔内以所述旋转轴为中心旋转，利用所述弹簧、所述弹簧穿轴和所述承力轴将所述动触头安装在所述转轴上，所述触头转轴***构造成，当所述弹簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴贴合时，所述动触头位于第一稳定位置；当所述弹簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴分离并能够稳定在分离位置，此时，所述动触头位于第二稳定位置。

利用本发明的触头转轴***，当短路大电流通过时，弹簧施加于承力轴上的作用力对旋转轴形成的转矩、使得动触头与转轴分离并能够稳定在第二稳定位置，使动触头在斥开过程具有防跌落功能，降低了动触头颤动的频率和次数，改善了触头转轴***在分断过程中、动触点与静触点频繁接触、斥开、再接触造成的烧损，缩短了短路分断时间。

优选地，所述动触头远离动触点的部分形成有让位凹槽，所述转轴与所述让位凹槽相对应的部分形成有曲面部，所述曲面部包括第一凹部、第二凹部和位于所述第一凹部和所述第二凹部之间的第一凸部，所述弹簧为拉簧，位于所述让位凹槽内的所述弹簧穿轴穿过所述拉簧的第一端、并施加作用力于所述曲面部，所述承力轴穿过所述拉簧的第二端、并施加作用力于所述动触头，其中，当所述弹簧穿轴位于所述第一凸部时，所述拉簧达到最大伸长量，所述动触头位于斥开临界位置；当所述拉簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴贴合时、且当所述弹簧穿轴位于所述第一凹部内，所述动触头位于所述第一稳定位置；当所述弹簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴分离并能够稳定在分离位置、且所述弹簧穿轴位于所述第二凹部内，所述动触头位于所述第二稳定位置。

优选地，所述让位凹槽具有相对设置的高侧壁和低侧壁，所述高侧壁与所述低侧壁具有高度差，所述高侧壁能够抵靠并推动所述让位凹槽内的所述弹簧穿轴由所述第一凹部运动至所述第二凹部；所述低侧壁的顶端的棱边能够抵靠并推动所述弹簧穿轴由所述第二凹部运动至所述第一凹部。

优选地，所述承力轴为多边形轴；所述转轴朝向所述空腔的两相对侧壁还形成有第二定位槽；所述弹簧为扭簧，所述弹簧穿轴穿过所述扭簧的中空结构并定位于两所述第二定位槽内，所述扭簧的第一扭臂与所述转轴抵靠，所述扭簧的第二扭臂与所述承力轴抵靠，其中，当所述第二扭臂对所述承力轴的作用力穿过所述旋转轴的中心时，所述动触头处于斥开临界位置；当所述第二扭臂对所述承力轴的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴贴合时，所述动触头位于所述第一稳定位置；当所述第二扭臂对所述承力轴的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴分离并稳定在分离位置时，所述动触头位于所述第二稳定位置。

优选地，所述扭簧为并列式双扭簧。

优选地，所述转轴上还设有导向台肩，所述动触头能够沿所述导向台肩的导向面运动。

优选地，所述触头转轴***还包括限位结构，所述限位结构用于限定所述动触头被斥开的极限位置。

优选地，所述弹簧穿轴上设有两个导向片，两个所述导向片对称的分布于所述动触头的两侧以为所述动触头的运动提供导向。

优选地，所述动触头上安装有隔弧罩。

本发明还提供了一种低压开关，包括触头转轴***，其中，所述触头转轴***为上述任一项所述的触头转轴***。

本发明提供的低压开关包括触头转轴***，该触头转轴***具有上述的技术效果，包含该触头转轴***的低压开关也应具有相同的技术效果。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出的实施方式及其描述用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的触头转轴***在第一稳定位置时的剖视图。

图2是示出根据本发明的第一实施例的触头转轴***的俯视图。

图3是示出根据本发明的第一实施例的动触头的的主视图。

图4是示出根据本发明的第一实施例的转轴的的剖视图。

图5是示出根据本发明的第一实施例的转轴的曲面部的一个实施例的示意图。

图6是示出根据本发明的第一实施例的触头转轴***的斥开临界位置的示意图。

图7是示出根据本发明的第一实施例的触头转轴***在斥开极限位置的示意图。

图8是示出根据本发明的第一实施例的触头转轴***分别在第一稳定位置、第二稳定位置和斥开极限位置的示意图。

图9是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***在第一稳定位置时的剖视图。

图10是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的右视图。

图11是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的俯视图。

图12是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的扭簧的一个实施例的主视图。

图13是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的扭簧的一个实施例的俯视图。

图14是示出根据本发明的第二实施例的动触头的主视图。

图15是示出根据本发明的第二实施例的转轴的剖视图。

图16是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***分别在第一稳定位置和斥开临界位置时的示意图。

图17是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***分别在第一稳定位置和第二稳定位置的示意图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

图1是示出根据本发明的第一实施例的触头转轴***在第一稳定位置时的剖视图。如图1所示，触头转轴***1包括动触头20a和转轴30a。动触头20a远离动触点的部分设置有旋转轴12a。转轴30a形成有空腔308a，转轴30a朝向空腔308a的两相对侧壁形成有第一定位槽302a，动触头20a的旋转轴12a安装(例如，铰接)在第一定位槽302a内，动触头20a能够在空腔308a内以旋转轴12a为旋转中心相对于转轴30a旋转。

动触头20a和转轴30a利用弹簧、弹簧穿轴和承力轴连接并通过弹簧的作用力使前述各元件安装为触头转轴***。该触头转轴***可以被构造成，当弹簧施加于承力轴上的作用力对旋转轴12a形成的转矩、使得动触头20a与转轴30a贴合时，动触头位于第一稳定位置；当弹簧施加于承力轴上的作用力对旋转轴12a形成的转矩、使得动触头20a与转轴30a分离并能够稳定在分离位置时，动触头位于第二稳定位置。

利用本发明的方案，在动触头的斥开过程中，可将动触头20a稳定在第二稳定位置，以降低动触头频繁颤动的频率和次数，改善了分断过程中，动触点与静触点之间频繁接触、斥开、再接触造成的烧损。同时，当动触头处于第二稳定位置时，动触点和静触点之间产生的电弧容易受到灭弧栅片的磁吸作用而进入灭弧室，可以加速对电弧的切割，缩短短路分断时间。

上述的触头转轴***，本发明中公开两种实施例，下面将结合附图对每一种实施例进行详细说明。

图2是示出根据本发明的第一实施例的触头转轴***俯视图。

如图1～2所示，触头转轴***1主要包括动触头20a、转轴30a，弹簧穿轴16a和两拉簧18a。动触头20a上焊接有动触点208a，远离动触点208a的一侧设置有旋转轴12a、承力轴14a。

两拉簧18a以动触头20a的中间对称平面对称地设置在动触头20a两侧。弹簧穿轴16a位于动触头20a的让位凹槽210内。拉簧18a的一端挂接于弹簧穿轴16a上，另一端挂接于承力轴14a上，且弹簧穿轴16a的两端同时挂接在转轴30a的曲面部上并可沿着曲面部移动。在拉簧18a的拉力作用下，动触头20a与转轴30a可安装成如图1所示的第一稳定位置。

图3是示出根据本发明的第一实施例的动触头的主视图。如图3所示，长条状动触头20a在远离动触点208a的部分设置有旋转孔202a、承力孔204a。根据本实施例，旋转轴12a穿过旋转孔202a，承力轴14a穿过承力孔204a。

动触头20a远离动触点208a的部分形成有让位凹槽210，在动触头20a斥开过程中，让位凹槽210为弹簧穿轴16a从斥开临界位置移动到第二稳定位置让位。优选地，让位凹槽210具有两个相对设置的高侧壁214和低侧壁215，高侧壁214和低侧壁215具有高度差。当动触头20a斥开时，由高侧壁214的壁面推动弹簧穿轴16a；当动触头复位时，由低侧壁215的顶端的棱边216推动弹簧穿轴16a。棱边216对弹簧穿轴16a的推力的作用线与旋转孔202a的距离较大，即对旋转孔202a处形成力矩的力臂较大，因此动触头20a复位时所需的复位力相对较小。当然，让位凹槽210的结构还有其他实施例，本领域技术人员能够根据预期要达到的功能及效果选择设置。

图4是示出根据本发明的第一实施例的转轴的剖视图。如图4所示，转轴30a具有空腔308a。动触头20a能够穿过转轴30a的空腔308a。转轴30a朝向空腔308a的两个相对内壁具有第一定位槽302a(另一个未示出)，动触头20a的旋转轴12a安装于(例如，铰接到)两个对称的第一定位槽302a内。安装时，旋转轴12a的两端同时从第一定位槽302a的开口端滑入至圆弧端，并与圆弧端贴合，实现动触头20a与转轴30a的安装。安装后，动触头20a能够以旋转轴12a为中心相对于转轴30a旋转。

如图4所示，转轴30a与让位凹槽210对应的部分形成有连续的曲面部，当弹簧穿轴16a安装在让位凹槽210内时，其两端可同时沿曲面部运动。曲面部可以包括第一凹部310、第二凹部311和位于第一凹部310和第二凹部311之间的第一凸部312。当弹簧穿轴16a位于第一凸部312时，拉簧18a达到最大伸长量，动触头位于斥开临界位置；当拉簧18a施加于承力轴14a上的作用力对旋转轴12a形成的转矩、使得动触头20a与转轴30a贴合时、且当弹簧穿轴16a位于第一凹部310内，动触头位于第一稳定位置；当弹簧18a施加于承力轴14a上的作用力对旋转轴12a形成的转矩、使得动触头20a与转轴30a分离并稳定在分离位置、且当弹簧穿轴16a位于第二凹部311内，动触头位于第二稳定位置。

具体地，如图5所示，图5是示出根据本发明的第一实施例的转轴的曲面部的一个实施例的示意图。曲面部包括弧形段901、902、903、904、906和直线段905。优选地，弧形段901、906的曲面直径与弹簧穿轴16a的直径相同，第一凹部310形成于弧形段901的圆弧面部分，第二凹部311由弧形段906的圆弧面部分和直线段905组成。第一凹部310对应于动触头20a的第一稳定位置；第二凹部311对应于动触头20a的第二稳定位置，第二稳定位置在第二凹部311内的具***置由拉簧18a的刚度决定。此外，第一凸部312例如是由弧形段902、903、904连接而成的曲面部分。

更优地，弧形段902与901相切，弧形段903的两端分别与弧形端902、904相切，弧形段904还与直线段905相切。此外，弧形段903的直径优选地小于弧形段902。较小直径的弧形段903可起到加速作用，可以使动触头30a在斥开过程初始阶段，拉簧18a的伸长量尽快达到最大，触头转轴***可尽早到达斥开临界位置。类似地，弧形段904可以对到达斥开临界位置后的斥开过程进行加速。

本领域技术人员应当理解，上文描述的第一凹部、第二凹部和第一凸部的弧形段和相互关系仅仅是示例性的。除此之外，任何能够实现本发明目的的任何形状和结构都可以应用于第一凹部、第二凹部和第一凸部。

结合图5所示，L0、L1和L2分别表示动触头20a在第一稳定位置、斥开临界位置和第二稳定位置下弹簧穿轴16a与承力轴14a轴心距，其对应于拉簧18a的长度。在斥开临界位置，L1对应拉簧18a的最大伸长量。L0和L2均小于L1，即，第一稳定位置和第二稳定位置时的拉簧长度均小于斥开临界位置时拉簧的长度。优选地，L0、L1和L2的大小关系可以表示为：L0＜L2＜L1，(L1－L0)＞(L1－L2)。动触头30a到达斥开临界位置时拉簧18a的储能最大，动触头继续张开的速度能够更快。斥开稳定后，与拉簧力直接相关的动触头的复位力能够更小，复位更容易。

图6是示出根据本发明的第一实施例的动触头位于斥开临界位置的示意图。此时，弹簧穿轴16a位于第一凸部312。

图7是示出根据本发明的第一实施例的动触头位于斥开极限位置的示意图。斥开极限位置是动触头在电动斥力的作用下所能斥开的最大位置，根据设置的拉簧18a的刚度的不同，动触头由第一稳定位置运动至第二稳定位置的行程小于或等于动触头由第一稳定位置运动至斥开极限位置的行程。

图8是示出根据本发明的第一实施例的动触头分别位于第一稳定位置、第二稳定位置和斥开极限位置时的示意图。如图8所示，当动触头20a在承力轴14a处受到沿拉簧18a轴心并指向弹簧穿轴16a的拉力F₁₁，F₁₁对旋转轴12a产生的力矩使得动触头20a贴合在转轴30a上并位于第一稳定位置；当动触头20a受到指向棱边216的拉簧拉力的分力F₁₂，F₁₂对旋转轴12a产生的力矩使得动触头20a与转轴30a分离并稳定在第二稳定位置；斥开极限位置为动触头被斥开的最大位置。

本发明提供的触头转轴***，能够保证在动触头20a斥开和复位过程中，弹簧穿轴16a可始终沿着转轴30a上的曲面部同步运动而不偏斜。具体地，如图2所示，弹簧穿轴16a设有两个导向片602，两个导向片602对称的设置在动触头20a的两侧并为动触头20a的运动提供导向。两个导向片602的设置可以是与动触头20a贴合，也可以是与动触头20a形成较小的配合间隙。动触头20a在斥开或复位过程中，可沿着导向片602运动以保证其对中性。导向片602可以是单独的部件套装并固定在弹簧穿轴16a上，也可直接形成在弹簧穿轴16a上。

进一步地，触头转轴***还包括用于限定动触头20a斥开的极限位置的限位结构。具体地，如图3～4所示，动触头20a靠近承力孔204a的部位形成有斥开限位凸起212，转轴30a与斥开限位凸起212对应的部位形成有内凹的圆弧面316，动触头20a斥开后，斥开限位凸起212与内凹的圆弧面316抵靠实现限位。

此外，动触头的让位凹槽210的棱边216也可对弹簧穿轴16a限位，以控制动触头20a斥开时的张开角度并缓冲碰撞力。

当然，限位结构还可以在动触头20a和转轴30a的其他任何可接触部位设置，只要能满足限位要求即可。另外，限位结构的限位面还可以是平面或其他形状的曲面等。

下面结合本发明提供的第一实施例的触头转轴***说明动触头斥开和复位的动作过程。

当短路大电流通过时，两个斥力(即回路洛伦兹力和触点间的霍尔姆力)克服拉簧18a提供的扭矩将动触头20a斥开。此时动触头20a的让位凹槽210的高侧壁214的壁面推动弹簧穿轴16a在转轴30a的曲面部上运动，并从第一凹部310运动到第一凸部312上。当弹簧穿轴16a越过第一凸部312后，弹簧穿轴16a将沿曲面部自由下落，自由下落的极限位置在第二凹部311的弧形段906内。与弹簧穿轴16a的极限位置相对应地，动触头位于斥开极限位置。而动触头20a最终将稳定在第二稳定位置。第二稳定位置对应弹簧穿轴16a在弧形段906或直线段905上，具***置则取决于拉簧18a的刚度。

当动触头20a位于第二稳定位置后，机构在过流脱扣器的作用下脱扣，转轴30a将在下连杆的驱动下向靠近大盖的一侧旋转。因拉簧18a将转轴30a和动触头20a锁紧，转轴30a带动动触头20a随之旋转。同时，大盖上设置有与动触头顶端206a配合的限位部，动触头30a的旋转等同于在动触头顶端206a处施加向下的驱动力，棱边216推动弹簧穿轴16a在转轴30a的曲面部上运动，直到越过曲面部的第一凸部312，并自动回落到第一凹部310中，动触头20a复位至第一稳定位置。

以下为本发明提供的第二实施例的触头转轴***，下面结合图9-17详细说明。

图9是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***在第一稳定位置时的剖视图。

图10是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的后视图。

图11是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的俯视图。

如图9-11所示，触头转轴***1包括动触头20b、转轴30b、弹簧穿轴16b和扭簧18b。动触头20b上焊接有动触点208b，动触头20b远离动触点208b的一端设置有旋转轴12b和承力轴14b。

图12是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的扭簧的主视图。

图13是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***的扭簧的俯视图。

如图12～13所示，扭簧18b优选为并列式双扭簧，扭簧18b以动触头的中间对称平面对称地安装在动触头20b的两侧。并列式双扭簧包括对称的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分分别位于动触头20b的两侧。以扭簧18b的第一部分为例说明，第一部分包括由簧丝旋绕而成的中空结构803和分别连接于中空结构803的第一扭臂和第二扭臂，第一扭臂包括直线段806和折弯段808，第二扭臂包括直线段802和连接段804。扭簧18b的第一部分和第二部分通过连接段804连接。并列式双扭簧生产过程中第一部分和第二部分同时成型，误差小，工作过程中同步性好，可以大幅降低动触头在斥开和复位过程中的偏斜。在本实施例中，优选在直线段802的末端设置第二折弯段805，第二折弯段805可避免动触头位于第一稳定位置时，动触头20b与扭簧18b发生干涉，为动触头20b让位。

当然，扭簧18b的结构不仅限于图12～13中所示出的，扭簧18b还可以是其他的结构。例如，扭簧18b的两部分可以不是对称的。或者扭簧18b只包括第一部分等。本领域技术人员应当理解，扭簧18b的具体结构以能够满足使用要求为前提。

图14是示出根据本发明的第二实施例的动触头的主视图。如图14所示，长条状动触头20b在远离动触点的部分设置有旋转孔202b和承力孔204b。根据本实施例，旋转轴12b穿过旋转孔202b，承力轴14b穿过承力孔204b，承力轴14b和承力孔204b均为相互配合的多边形结构。

另外，动触头20b在远离动触点的端部还形成了厚度小于其他部分的厚度的薄壁段220，薄壁段220用于安装扭簧18b时让位。

图15是示出根据本发明的第二实施例的转轴的剖视图。如图15所示，转轴30b具有空腔308b。动触头20b能够穿过转轴30b的空腔308b。转轴30b朝向空腔308b的两相对侧壁形成有第一定位槽302b和第二定位槽306b，其中，第一定位槽302b用于安装旋转轴12b，第二定位槽306b用于安装弹簧穿轴16b。动触头20b的旋转轴12b安装于(例如，铰接到)两个对称的第一定位槽302b内。安装时，旋转轴12b的两端同时从第一定位槽302b的开口端滑入至圆弧端，并与圆弧端贴合，实现动触头20b与转轴30b安装。安装后，动触头20b能够以旋转轴12b为中心相对于转轴30b旋转。

如图9所示，触头转轴***安装时，动触头20b、旋转轴12b、承力轴14b先组装成一体，并将其穿过转轴30b的空腔308b，旋转轴12b沿第一定位槽302b(见附图15)的开口端滑入。扭簧18b穿套在弹簧穿轴16b上，弹簧穿轴16b上安装在(例如，铰接到)第二定位槽306b(见附图15)内。扭簧18b的第一扭臂挂接固定在转轴30b上，第二扭臂的直线段802与承力轴14b的棱边抵靠。扭簧18b的作用力使前述各元件组装成为如图9所示的第一稳定位置。

此外，为了避免折弯段808沿转轴30b的外表面滑移，优选地，如图15所示，转轴30b还形成有用于定位折弯段808的定位部322，定位部322优选为凹槽，折弯段808位于凹槽内实现定位。更优地，第一定位槽302b水平设置，第二定位槽306b相对水平位置呈倾斜角度，如此设置可以降低转轴30b的开模难度，同时便于动触头20b的安装。

定位部322的结构不仅限于凹槽，还可以是形成于转轴30b外表面的凸起。例如，折弯段808挂接在该凸起上实现定位。

图16是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***分别在第一稳定位置和斥开临界位置的示意图。如图16所示，动触头20b的承力轴14b受到扭簧18b的直线段802提供的支撑力F₂₁，F₂₁对旋转轴12b产生的力矩使动触头20b与转轴30b贴合，并使动触头位于第一稳定位置；当动触头20b被斥开，且当动触头20b的承力轴14b受到扭簧18b的直线段802提供的支撑力F₂穿过旋转轴12b的轴心时，动触头20b位于斥开临界位置。

图17是示出根据本发明的第二实施例的触头转轴***分别在第一稳定位置和第二稳定位置的示意图。

当动触头越过斥开临界位置后，扭簧18b的直线段802提供的支撑力F₂₂对旋转轴12b的力矩的方向改变，该力矩使动触头20b继续张开，当动触头20b被斥开与转轴分离并稳定在某一稳定位置时，此时，动触头位于第二稳定位置。

下面结合第二实施例说明触头转轴***斥开和复位的动作过程。

当短路大电流通过时，在回路洛伦兹力和霍尔姆力的共同作用下，电动斥力克服扭簧18b的作用力，动触头20b被斥开。在斥开过程中，当扭簧第二扭臂的直线段802对承力轴14b的作用力穿过旋转轴12b中心时，动触头位于斥开临界位置。动触头继续斥开并越过斥开临界位置后，扭簧18b的作用力对动触头20b的力矩使得动触头稳定在第二稳定位置。

动触头位于第二稳定位置后，机构在过流脱扣器的作用下脱扣，转轴30b将在下连杆的驱动作用下向靠近大盖的一侧旋转，因扭簧18b的作用力，动触头20b随转轴旋转。同时，大盖上的与动触头顶端206b配合的限位部，动触头30b的旋转等同于在动触头顶端206b处施加向下的驱动力，承力轴14b沿直线段802滑回，直到压力F2越过旋转轴12b的中心，在反向力矩的作用下动触头复位至第一稳定位置。

动触头20b斥开和复位过程中，多边形承力轴14b的棱边沿着直线段802运动，与圆形承力轴相比，动触头20b从第一稳定位置到达斥开临界位置的转角更小，从而使其越过斥开临界位置所需的斥力也就更小。此外，多边形结构的承力轴使得动触头在转动过程中，扭簧18b与承力轴14b的接触平面的法线方向随动触头的转动不断变化，综合解决了斥开缓慢和复位力大的问题，使得动触头20b通过斥开临界位置的速度更快、复位力更小。在本实施例中，承力轴14b优选为方轴。当然承力轴14b还可以是五边形轴、六边形轴等。

本发明的第二实施例的触头转轴***也包括用于限定动触头被斥开的极限位置的限位结构。具体地，如图10、14所示，限位结构包括设置在动触头20b远离动触点208b的一端的限位凸起222，以及套装在弹簧穿轴16b上的隔环15b。当动触头被斥开，限位凸起222与隔环15b抵靠并限位。同时，限位凸起222还具有缓和碰撞力的作用。可选择地，限位结构还可以参考第一实施例中用于限定动触头斥开极限位置的实施例设置，也可以设置为其他可用于限位的结构。

进一步地，转轴30b还形成有导向台肩320，导向台肩320用于提高动触头运动时的对中性。具体地，如图11所示，导向台肩320设置在空腔308b前顶部(靠近动触点208b的一侧)的两相对侧壁，并从两相对侧壁向靠近动触头20b的一侧延伸且与动触头20b预留较小间隙。动触头20b在斥开或复位过程中，动触头20b能够沿着导向台肩320的导向面运动，以起到导向作用，避免动触头因偏斜而卡滞或运动不畅。

本发明提供的两种实施例的触头转轴***中，均可在动触头顶端206a、206b处设置有倒角207，分别如图3和图14所示，该倒角207能够形成将电弧引入灭弧室的引弧角，可起到加速冷却和熄灭电弧的作用。

进一步地，动触头20a、20b上均可安装有隔弧罩10。如图9所示，隔弧罩10安装在动触头上靠近动触点一侧，以减小动触头在触点间接合或分离时产生的电弧的干扰。隔弧罩10的具体形状和尺寸可根据触头转轴***的应用环境来设置。例如，根据触头转轴***所应用的配电网的电压的高低可选择隔弧罩10对动触头的包覆长度，以增加隔弧罩10的绝缘性能。在本实施例中，在保证动触头实现预定功能的情况下，可以设置隔弧罩10延伸至转轴的空腔内以实现对动触头较大长度的包覆，从而提高高电压下的隔弧罩10的绝缘性能。

更优地，隔弧罩10可以由聚酰胺制成，聚酰胺具有较好的耐热性和阻燃性。隔弧罩10还可以由其他绝缘材料制成。

此外，上文描述的两种实施例中，旋转轴12a、12b和承力轴14a、14b均是与动触头20b分离的部件。但是，本领域技术人员应当理解，本发明不限于此。例如，旋转轴12a、12b和/或承力轴14a、14b也可以与动触头20b一体地形成。

本发明还提供了具有上述触头转轴***的低压开关，该触头转轴***为上述任一方案所述的触头转轴***，由于该触头转轴***具有上述的技术效果，包含该触头转轴***的低压开关也应具有相同的技术效果。

低压开关的分断时间是衡量产品性能的一项很重要的指标，分断时间越短，对低压开关的危害越小、越安全。当短路大电流通过，在机构完成脱扣之前，动触头在回路洛伦兹力和触点间的霍尔姆力两个斥力的作用下有斥开的趋势和动作，由于动触头的终压力簧的作用，动触头会在斥开和回位之间往复颤动，直至机构脱扣。动触头的颤动对低压开关的危害特别大，极易烧坏触头。本发明具有防跌落功能的触头转轴***可以很好地解决以上问题，当短路大电流通过时，在机构脱扣之前，动触头在斥力的作用下斥开并稳定在第二稳定位置，既避免了动触头的颤动又缩短了分断时间。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件，但是包括更多、更少的元件的其它组合也落在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种触头转轴***，包括:

动触头，其远离动触点的部分设置有旋转轴和承力轴；

转轴，形成有空腔，所述转轴朝向所述空腔的两相对侧壁形成有第一定位槽；以及

弹簧和弹簧穿轴；

其中，所述动触头穿过所述转轴的空腔,所述旋转轴的两端分别安装于两所述第一定位槽内，所述动触头能够在所述转轴的空腔内以所述旋转轴为中心旋转，

利用所述弹簧、所述弹簧穿轴和所述承力轴将所述动触头安装在所述转轴上，

所述触头转轴***构造成，当所述弹簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴贴合时，所述动触头位于第一稳定位置；当所述弹簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴分离并能够稳定在分离位置，此时，所述动触头位于第二稳定位置。

2.根据权利要求1所述的触头转轴***，其中

所述动触头远离动触点的部分形成有让位凹槽，

所述转轴与所述让位凹槽相对应的部分形成有曲面部，所述曲面部包括第一凹部、第二凹部和位于所述第一凹部和所述第二凹部之间的第一凸部，

所述弹簧为拉簧，位于所述让位凹槽内的所述弹簧穿轴穿过所述拉簧的第一端、并施加作用力于所述曲面部，所述承力轴穿过所述拉簧的第二端、并施加作用力于所述动触头，

其中，当所述弹簧穿轴位于所述第一凸部时，所述拉簧达到最大伸长量，所述动触头位于斥开临界位置；当所述拉簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴贴合时、且当所述弹簧穿轴位于所述第一凹部内，所述动触头位于所述第一稳定位置；当所述弹簧施加于所述承力轴上的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴分离并能够稳定在分离位置、且所述弹簧穿轴位于所述第二凹部内，所述动触头位于所述第二稳定位置。

3.根据权利要求2所述的触头转轴***，其中，所述让位凹槽具有相对设置的高侧壁和低侧壁，所述高侧壁与所述低侧壁具有高度差，所述高侧壁能够抵靠并推动所述让位凹槽内的所述弹簧穿轴由所述第一凹部运动至所述第二凹部；所述低侧壁的顶端的棱边能够抵靠并推动所述弹簧穿轴由所述第二凹部运动至所述第一凹部。

4.根据权利要求1所述的触头转轴***，其中

所述承力轴为多边形轴；

所述转轴朝向所述空腔的两相对侧壁还形成有第二定位槽；

所述弹簧为扭簧，所述弹簧穿轴穿过所述扭簧的中空结构并安装于两所述第二定位槽内，所述扭簧的第一扭臂与所述转轴抵靠，所述扭簧的第二扭臂与所述承力轴抵靠，

其中，当所述第二扭臂对所述承力轴的作用力穿过所述旋转轴的中心时，所述动触头处于斥开临界位置；当所述第二扭臂对所述承力轴的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴贴合时，所述动触头位于所述第一稳定位置；当所述第二扭臂对所述承力轴的作用力对所述旋转轴形成的转矩、使得所述动触头与所述转轴分离并稳定在分离位置时，所述动触头位于所述第二稳定位置。

5.根据权利要求4所述的触头转轴***，其中，所述扭簧为并列式双扭簧。

6.根据权利要求4所述的触头转轴***，其中，所述转轴上还设有导向台肩，所述动触头能够沿所述导向台肩的导向面运动。

7.根据权利要求1至5任一项所述的触头转轴***，其中所述触头转轴***还包括限位结构，所述限位结构用于限定所述动触头被斥开的极限位置。

8.根据权利要求2所述的触头转轴***，其中所述弹簧穿轴上设有两个导向片，两个所述导向片对称的分布于所述动触头的两侧以为所述动触头的运动提供导向。

9.根据权利要求1至5任一项所述的触头转轴***，其中所述动触头上安装有隔弧罩。

10.一种低压开关，包括触头转轴***，其中，所述触头转轴***为权利要求1至9中任一项所述的触头转轴***。