CN100555505C - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路断路器的开闭机构，包括：与操作把手结合的把手杆件；一端轴支撑再支轴上并与锁销承受部件卡止的锁销；由通过肘杆销结合的上连杆与下连杆构成、各连杆的另一端枢轴支撑在锁销、接触件固定器上的肘杆；以及拉伸架设于肘杆销与把手杆件之间的开关弹簧，通过把手的ON、OFF操作开闭主电路接点，通过过电流检测释放连杆，使开闭机构进行脱扣动作，其中，将设置在锁销上的连接轴嵌入上连杆的上端所形成的U字形开放型轴承部而可滑动地枢轴支撑连接，在固定/可动接点间产生接点熔融状态下进行脱扣动作时，不受上连杆的约束干涉，使开关弹簧的回复弹力直接作用于肘杆销，增强熔融的接点的离开力，提高断路动作的可靠性。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及以配线用断路器、漏电断路器等为对象的电路断路器，具体而言，本发明涉及电路断路器开闭机构的结构。

背景技术

在上述电路断路器中，在主电路接点为闭合的通电状态下，如果因异常脉冲电流等导致固定接点与可动接点之间成为熔融状态，则即使过电流脱扣装置(overcurrent tripping device)正常工作，主电路接点也会在闭合状态下释放开闭机构的锁销(latch)，使操作把手从ON位置移动到TRIP表示位置而停止。

在这种情况下，如果能够在接点熔融状态下将把手移动操作到OFF位置，则会误认为电路断路器的主电路接点为断开状态，若在该状态下进行负载侧电路的维护与检修等，则工作人员有可能因接触带电的电线而发生触电的危险。

因此，作为上述问题的安全对策，在现有技术中揭示有下述电路断路器，即，该电路断路器具有机械锁定的各种方式的隔离功能，使得在通电中发生接点熔融的情况下能够阻止把手向OFF位置的移动。作为其一例，已知有以下的电路断路器，其在开闭机构上设置有止动机构等，使得在接点熔融的状态下把手不能移动到OFF位置，同时，在开闭机构中还追加设置有离开部件，在接点为轻度熔融状态的情况下，通过把手的操作来释放锁销，以此强制性地使开闭机构脱扣(trip)，并利用由该脱扣动作所释放的开关弹簧的弹性力，使该接点间的熔融剥落(参照专利文献1)。

接着，在图8～图11中表示出专利文献1所揭示的电路断路器的结构及其各种动作方式。在各图中，标号1代表断路器的本体壳体(case)，标号2代表主电路的固定接触件，标号2a代表固定接点，标号3代表保持在旋转式接触件固定器4上的可动接触件，标号3a代表可动接点，标号5代表消弧格栅，标号6代表连接在接触件固定器4上的开闭机构，标号7代表操作把手，在未图示的本体壳体1上设置有用于检测主电路的过电流、并给予开闭机构6脱扣指令的热动式或者电磁式的过电流脱扣装置。

此处，开闭机构6是由以下部件构成的组合体，即，如图9所示，所述部件包括：前端(图示的下端侧)枢轴支撑在框架6a上、并且上端与操作把手7相结合的把手杆件(handle lever)8；一端枢轴支撑在支轴9上、并且另一端的爪部卡止在锁销承受部件10上的摇动杆式的锁销11；在上连杆12与下连杆13之间通过肘杆销14而连接的基础上，上连杆12与下连杆13各自的另一端分别通过支轴销15、16而分别枢轴支撑并连接架设在锁销11、接触件固定器4上的肘杆(togglelinkage)；以及拉伸架设于所述肘杆销14与把手杆件8的上端之间的开关弹簧(拉伸弹簧)17。其中，标号18代表连接在锁销承受部件10上的脱扣闩(trip crossbar)，标号19代表在闭合位置上将可动接触件3的可动接点3a推压到固定接触件2的固定接点2a上的压接弹簧。

此外，作为与上述隔离功能相对应的止动装置，在上连杆12的侧缘形成有凸状凸轮12a，与该凸状凸轮12a相对地在把手杆件8的ON侧(图示的左侧)设置有前端弯曲成日文假名“ㄑ”字型的止动片8a。而且，作为上述离开部件，在开闭机构6上设置有一端枢轴支撑于肘杆销14上、并且前端与脱扣闩18以及把手杆件8的止动片8a相对峙的呈“Y”字型的离开板20，通过设置在肘杆销的轴上的扭曲线圈弹簧来对离开板20施加逆时针方向的作用力。

如专利文献1中详细所述，对于上述结构的电路断路器的开关以及脱扣动作，在操作把手7倒向ON位置的接通状态下(参照图8)，接受到开关弹簧17的弹力的肘杆的上连杆12(上端侧的支轴销15成为固定点)与下连杆13大体呈直线状延伸，将接触件固定器4向逆时针方向压下，可动接触件3的接点3a与固定接触件2的接点2a的上面接触，主电路接点闭合。当操作把手7从该状态倒向OFF位置时(参照图9)，开关弹簧17的弹力作用线超过死点(dead point，上连杆12的支轴销15)而反转。由此，肘杆机构的上连杆12与下连杆13弯曲成倒日文假名“ㄑ”字型，接触件固定器4向顺时针方向转动，可动接触件3从固定接触件2离开而移动，主电路接点断开。

此外，图10表示的是通过脱扣动作而使主电路接点为断开状态，若在图8的ON状态下检测出在主电路中流过过电流而使过电流脱扣装置(未图示)动作，则其机械输出到达脱扣闩18，锁销承受部件10释放对锁销11的卡止。由此，由开关弹簧17的弹力使锁销11以支轴9为支点向逆时针方向转动，并且从动于该逆时针转动，连接在锁销11上的上连杆12的支轴销15移动到图10的位置。其结果，通过上连杆12与肘杆销14而连接的下连杆13向上方抬起，接触件固定器4向顺时针方向转动，从而使可动接触件3断开。其中，在该脱扣动作状态下，操作把手7停止在图示的脱扣表示位置(ON位置与OFF位置之间)，此外，连接在锁销11上的上连杆12的上端支轴15移动到图示位置。当从该脱扣动作状态再接通电路断路器时，操作把手7从TRIP位置倒向OFF位置(参照图9)，在重置(再设定)锁销11之后，而改为倒向ON位置(参照图8)。

另一方面，在主电路接点发生熔融的状态下，当操作把手7从ON位置向OFF位置移动、以对电路断路器进行OFF操作时，如图11所示，在操作把手7的移动中途，把手杆件8的止动片8a推压离开板20。因此，离开板20以肘杆销14为支点向顺时针方向倾斜转动，板的前端推压锁销承受部件10，以释放锁销11的结合。由此，利用架设于把手杆件8与肘杆销14之间的开关弹簧17的弹力(拉伸弹力)，对锁销11施加以支轴9为支点、沿逆时针方向的旋转力，与此联动，通过下连杆13对接触件固定器4施加离开力F。由于该离开力F是沿着使可动接触件3从固定接触件2离开的方向而作用的，所以，如果接点为轻度熔融，则熔融会剥落，可动接触件3能够断开，并移动到图10的脱扣动作状态。

其中，在接点熔融状态严重、即使是通过上述把手操作也不能剥落的情况下，如图11所示，把手杆件8的止动片8a与上连杆12的凸状凸轮12a相接合，阻止操作把手7从图示的位置向OFF位置的进一步移动(隔离功能)。

专利文献1：日本特开2000-323003号公报(第4～7页，图1～图6)

然而，上述现有的开闭机构(专利文献1)，在使熔融的接点剥落的离开力、以及部件的数目、组装等方面存在有以下的问题。

即，为了在接点熔融的状态下通过把手的操作来剥落熔融状态，在操作把手7的移动中途，作为用于释放开闭机构的锁销的离开部件，必须设置图示的离开板20以及该离开板20的施力弹簧(扭曲线圈弹簧)，所以开闭机构的部件数目以及组装工序增加，成本增高。

此外，在接点熔融的状态下，利用把手的操作通过所述离开部件释放开闭机构的锁销时的动作对可动接触件作用的离开力小，能够使接点间的熔融剥落的情况仅限于极轻度的熔融状态。

即，如图11所示，在接点熔融的状态下通过操作把手7向OFF方向的移动操作经由离开板20而释放锁销11之后的状态下，肘杆的位置几乎不从图8所示的闭合状态发生移动，且上连杆12的上端通过支轴销15与锁销11固定连接，所以锁销11受到上连杆12与下连杆13的约束而不能自由地转动到释放位置(参照图10)。

因此，为了能够通过架设于把手杆件8与肘杆销14之间的开关弹簧17的弹力使接点熔融剥落，如下所述对可动接触件3作用离开力。即，在图11所示的锁销刚释放之后的状态下，利用开关弹簧17的弹力，对上连杆12施加以支轴15为支点向逆时针方向旋转的力矩，该旋转力矩通过下连杆13传递到接触件固定器4，起到可动接触件3的离开力F的作用。

但是，如图11中肘杆的位置可知，将上连杆12的上端连接在锁销11上的支轴15和肘杆销14所结成的轴线，与开关弹簧17的弹力作用线之间的角度为较小的锐角。因此，如果将开关弹簧17的弹力分为沿上连杆12的轴线方向上的矢量成分、与使上连杆12向逆时针方向旋转的矢量成分(旋转矢量)，则开关弹簧17的弹力的大部分为沿上连杆12的轴线方向上的矢量成分，作用于上连杆12的旋转力矩变得非常小。即，将开关弹簧17的弹力变换为上连杆12的旋转力矩的效率很低。因此，抵抗接点的熔融，将可动接触件3抬起的离开力F也小，除熔融状态为极轻度的状态之外，难以由锁销11的释放动作剥落接点的熔融。

而且，所述接触件离开动作仅仅是通过把手的手动操作人为地释放锁销的状态的功能，在产生接点熔融的通电状态下，由过电流脱扣装置的脱扣动作而释放锁销的情况下，虽然由脱扣动作后的把手的强制断开操作而开始工作，但是在这种情况下，如上所述，由于开关弹簧的弹力变换为上连杆的旋转力矩的效率很低，所以不能得到充分的离开力。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于解决上述问题，提供一种不增加新的部件，通过改良肘杆的上连杆与锁销之间的枢轴支撑连接部的结构，具有能够增强在接点熔融状态下的脱扣动作时，作用于可动接触件上的离开力，从而能够提高断开动作的可靠性的具有隔离功能的电路断路器。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种电路断路器，其特征在于，包括：主电路的固定接触件以及保持在旋转式接触件固定器上的可动接触件、和连接在接触件固定器上的开闭机构、操作把手以及过电流脱扣装置，其中，所述开闭机构由下述部件组成的组合体构成，其中，组成所述组合体的部件包括：前端枢轴支撑在框架上并且与操作把手相结合的把手杆件；一端轴支撑在框架上并且前端爪部始终卡止在锁销承受部件上从而被卡止保持在锁定位置的锁销；由通过肘杆销而互相结合的上连杆与下连杆构成，并且其上连杆与下连杆各自的另一端分别枢轴支撑而连接架设在锁销以及接触件固定器上的肘杆；以及拉伸架设在所述肘杆销与把手杆件的上端之间的开闭弹簧，其中，所述电路断路器利用把手的ON/OFF操作而开闭主电路接点，并且，在过电流流过时释放所述锁销，以使开闭机构进行脱扣动作，在这样的电路断路器中，

肘杆的上连杆与锁销之间可滑动地枢轴支撑连接，使得在固定接点与可动接点之间产生接点熔融状态下而进行脱扣动作时，锁销不受上连杆的约束干涉而能够旋转到释放位置(第一方面)。具体地，在上连杆的上端形成有“U”字型的开放型轴承部(第二方面)，或者形成有长孔型的轴承部(第三方面)，在该轴承部的“U”字型沟或者长孔中嵌入结合有设置在锁销上的连接轴部，并且该连接轴部可滑动地枢轴支撑连接锁销与上连杆彼此之间。

而且，在由接点熔融状态下的脱扣动作不能使可动接触件断开的情况下，作为阻止通过手动操作把手而使把手移动到OFF位置的分离机构，在上连杆的侧缘上形成有凸状凸轮，同时，与该凸状凸轮相对地在把手杆件的ON侧设置有臂状的止动片(第四方面)。

根据上述结构，能够在进行接点熔融状态下的脱扣动作时，使开关弹簧的回复弹力有效地作为可动接触件的离开力。

即，在由脱扣动作而释放锁销的状态下，虽然通过接触件固定器而连接于可动接触件的肘杆的下连杆受到接点熔融的约束而不能自由地移动，但是上连杆可以在肘杆销的周围自由地摇动。由此，施加于肘杆销的开关弹簧(开关弹簧架设于肘杆销与把手杆件之间)的弹力，能够通过上连杆而对锁销作用旋转力矩，锁销接受该旋转力矩而向释放位置转动。在这种情况下，由于上连杆通过肘杆销而连接于下连杆，所以不能追随锁销的动作，但是，由于锁销上设置的连接轴能够在上连杆的上端形成的轴承部的“U”型沟槽或长孔中自由地滑动，所以锁销与上连杆之间不会相互制约。由此，开关弹簧的回复弹力能够使连接于肘杆销的下连杆直接抬起，起到剥落接点间的熔融的离开力的作用。即，开关弹簧的回复弹力不是像现有结构那样变换为上连杆的旋转力矩，回复弹力能够完全有效地作为可动接触件的离开力。

所以，即使是固定/可动接点间的熔融状态有若干加重，也能够剥落熔融，使可动接触件断开，提高断路动作的可靠性。

而且，在上述结构的基础上，还可以通过在上连杆的侧缘上形成凸状凸轮，同时与该凸状凸轮相对地再把手杆件的ON侧设置臂状的止动片，由此，在接点熔融状态较严重、通过所述脱扣动作的离开力不能使接点的熔融剥落的情况下，即使是操作把手欲移动到OFF位置，在移动的中途设置于把手杆件上的止动片与上连杆的凸状凸轮相接触(冲突)，阻止把手的进一步移动，确保隔离功能。

附图说明

图1是本发明实施例的电路断路器的结构图，(a)是电路断路器全体的内部结构图，(b)是表示(a)中的开闭机构的锁销与肘杆的上连杆的组装结构的立体图。

图2是图1(b)的分解立体图。

图3是表示图1中开闭机构的ON动作状态的侧视图。

图4是表示开闭机构的OFF动作状态的侧视图。

图5是表示开闭机构的脱扣动作状态的侧视图。

图6是表示接点熔融状态下的开闭机构的脱扣动作状态的侧视图。

图7是图6的脱扣动作时的开关弹簧的作用说明图。

图8是专利文献1所示的电路断路器在ON动作状态下的结构图。

图9是表示图8中开闭机构的OFF动作状态的侧视图。

图10是表示图8中开闭机构的脱扣动作状态的侧视图。

图11是表示图8的电路断路器中的接点熔融状态下的脱扣动作状态的图。

标号说明：

2：固定接触件；3：可动接触件；4：接触件固定器；6：开闭机构；6a：框架；7：操作把手；8：把手杆件；8a：止动片；9：锁销的支轴；11：锁销；12：肘杆的上连杆；12a：凸状凸轮；12b：开放型轴承部；13：下连杆；14：肘杆销；17：开关弹簧。

具体实施方式

下面，基于图1～图7所示的实施例对本发明的实施方式进行详细说明。其中，在实施例的图中，对与图8～图11相对应的部件标注相同的标号，并省略其说明。

首先，图1(a)是表示电路断路器全体的内部结构图，图1(b)以及图2是表示开闭机构的锁销与肘杆的上连杆之间的枢轴支撑结构。即，图示实施例的电路断路器中的开闭机构，与图8所示的专利文献1的结构基本相同，但是，作为实现分离功能的机构，在把手杆件8的ON侧(图示的左侧)设置有前端弯曲成日文假名“ㄑ”字型的止动片8a，而且，与该止动片8a相对地在上连杆12的侧缘形成有凸状凸轮12a(参照图1(b))。

此外，对于锁销11与上连杆12之间的枢轴支撑连接结构而言，在图示的实施例中，如图2所示，在锁销11上形成有连接轴11a，与该连接轴11a相对地在上连杆12的上端部设置有直线状的导向部，沿着连杆的轴方向形成缺口为“U”字型的开放型轴承部12b，在开闭机构6的组装位置，将锁销的连接轴11a嵌入结合在该开放型轴承部12b中，使得可自由滑动地枢轴支撑并连接锁销11与上连杆12彼此之间。其中，如后面所述，将轴承部12b的“U”字型沟槽的深度设定为：即使是在锁销11旋转到释放位置的状态下，连接轴11a也不会离开“U”字型沟槽。

利用上述结构进行的ON(闭合)、OFF(断开)、TRIP(脱扣)动作与现有技术的电路断路器相同，在操作把手7倒向ON位置的接通状态下，如图3所示，肘杆的上连杆12与下连杆13大体呈直线状延伸，使接触件固定器4向逆时针方向旋转，从而可动接触件3的接点3a与固定接触件2接触，主电路接点闭合。此外，当操作把手7从该状态倒向OFF位置时(参照图4)，开关弹簧17的弹力作用线超过死点而反转，由此，肘杆机构的上连杆12与下连杆13弯曲成倒日文假名“ㄑ”字型，使得接触件固定器4向顺时针方向转动，可动接触件3从固定接触件2向上方移动，主电路接点断开。

此外，在图3的接通状态下，当检测出主电路中流过过电流而过电流脱扣装置(未图示)动作时，其机械输出到达脱扣闩18，锁销承受部件10释放锁销11。由此，通过架设在把手杆件8与肘杆销14之间的开关弹簧17的回复弹力而使锁销11以支轴9为支点向逆时针方向转动，伴随该动作，设置在锁销11上的连接轴11a向开关弹簧17的作用线的左侧移动。其结果，接受到开关弹簧17的回复弹力，连杆12与下连杆13弯曲成倒日文假名“ㄑ”字型，与此连动，接触件固定器4向顺时针方向转动，可动接触件3断开。

接着，基于图6、图7，对通过主电路接点熔融状态下的脱扣动作来剥落接点的熔融的分开动作进行说明。如图6所示，如果在固定接触件2的接点与可动接触件3的接点相互熔融的状态下实行脱扣动作，则释放锁销11。然而，在该锁销释放的状态下，尽管通过接触件固定器4而连接在可动接触件3上的肘杆的下连杆13受到接点熔融的约束而不能自由移动，但是，上连杆12能够在肘杆销14的周围摇动。由此，利用施加在肘杆销14上的开关弹簧17的回复弹力，而能够通过上连杆12对锁销11产生逆时针方向的旋转力矩，连杆11接受该旋转力矩以支轴9为支点向释放位置(图4的位置)转动。

在这种情况下，因为设置在锁销11上的连接轴11a能够沿着导向部可自由滑动地枢轴支撑连接于在连杆12的上端形成的开放型轴承部12b的“U“字型沟槽，所以，锁销11能够不受连杆12的约束而以支轴9为支点转动，而且，随着该锁销11的转动，如图7所示，上连杆12能够在肘杆销14的周围向逆时针方向摇动。其结果是，通过连接轴11a的转动轨迹与轴承部12b的转动轨迹的差，使得如图所示那样，在连接轴11a与轴承部12b之间产生游隙间隙g。

因此，开关弹簧17的回复弹力f，不受上连杆12、锁销11的限制，将连接在肘杆销14上的下连杆13直接抬起，起到剥落固定/可动接点间的熔融的离开力f的作用。即，开关弹簧17的回复弹力不是如现有结构(参照图11)那样变换为上连杆12的旋转力矩，使得弹力能够完全有效地作为可动接触件3的离开力。

所以，无论固定/可动接点间的熔融状态有多严重，通过开关弹簧17的回复弹力也能够剥落熔融，以使可动接触件3断开，提高断路动作的可靠性。

而且，在接点熔融状态较严重，由所述脱扣动作中起作用的离开力F不能使可动接点3断开的情况下，即使是欲将操作把手7从该位置移动到OFF位置，在移动的中途，设置于把手杆件8上的止动片8a与在上连杆12的侧缘上所形成的凸状凸轮12a相冲突接合，阻止操作把手7进一步移动。由此，能够确保电路断路器的隔离功能。

其中，在图示实施例中，是在上连杆12的上端形成“U”字型的开放型轴承部12b，与锁销11的连接轴11a可滑动地枢轴支撑连接，但是，也可以在上连杆12的上端沿着连杆轴方向形成长孔形状的轴承部，以取代“U”字型的开放型轴承部12b，在该长孔内嵌入锁销11的连接轴11a而可滑动地枢轴支撑连接。其中，在该结构中考虑到开闭机构的安装性，连接轴11a与锁销11分离，在嵌入上连杆12的长孔内的状态下，固定于锁销11。

Claims (4)

1.一种电路断路器，其特征在于，包括：

主电路的固定接触件以及保持在旋转式接触件固定器上的可动接触件、和连接在接触件固定器上的开闭机构、操作把手以及过电流脱扣装置，其中，

所述开闭机构由下述部件组成的组合体构成，其中，组成所述组合体的部件包括：

前端枢轴支撑在框架上并且与操作把手相结合的把手杆件；

一端轴支撑在框架上并且前端爪部始终卡止在锁销承受部件上从而被卡止保持在锁定位置的锁销；

由通过肘杆销而互相结合的上连杆与下连杆构成，并且其上连杆与下连杆各自的另一端分别枢轴支撑而连接架设在锁销以及接触件固定器上的肘杆；以及

拉伸架设在所述肘杆销与把手杆件的上端之间的开闭弹簧，其中，

所述电路断路器利用把手的ON/OFF操作而开闭主电路接点，并且，在过电流流过时释放所述锁销，以使开闭机构进行脱扣动作，在该电路断路器中，

肘杆的上连杆与锁销之间可滑动地枢轴支撑连接，使得在固定接点与可动接点之间产生接点熔融状态下而进行脱扣动作时，锁销不受上连杆的约束干涉而能够旋转到释放位置。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于：

在上连杆的上端形成有“U”字型的开放型轴承部，在该轴承部上嵌入结合有设置在锁销上的连接轴部，并且该连接轴部可滑动地枢轴支撑连接锁销与上连杆。

3.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于：

在上连杆的上端形成有长孔型的轴承部，在该轴承部的长孔中嵌入结合有设置在锁销上的连接轴部，并且该连接轴部可滑动地枢轴支撑连接锁销与上连杆。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电路断路器，其特征在于：

作为当主电路接点为熔融状态下阻止操作把手移动到OFF位置的分离机构，在上连杆的侧缘上形成有凸状凸轮，同时，与该凸状凸轮相对地在把手杆件的ON侧设置有臂状的止动片。

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