CN101064228B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明的一个目的是提供一种电路断路器，其中在不通过解扣横杆直接接收解扣动作的情况下，解扣时的闩锁操作被可靠地传递给解扣横杆，并且减小了解扣横杆的操作空间。电路断路器的闩锁(4)具有通过与闩锁接受器(5)的一端接触来迫使闩锁接受器(5)操作的闩锁突起(21)。闩锁接受器(5)具有接触横杆凸轮(23)来驱动解扣横杆(14)的闩锁接受器突起(22)。该闩锁接受器突起(22)动作成向下推压横杆凸轮(23)以使解扣横杆(14)绕着横杆旋转轴(20)逆时针旋转。设置于闩锁横杆(14)上的输出附件向作为断路器的附件的报警输出接触件单元输出机械信号。

Description

电路断路器

相关申请交叉引用

本申请基于2006年4月26日提交的日本专利申请No.2006-122373，并要求对其的优先权，该申请的内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及电路断路器，尤其适用于一种将闩锁的解扣动作经由闩锁接受座传递给解扣横杆的方法。

背景技术

电路断路器被设置成具有用于电路断路器解扣操作的解扣机构。专利文献1公开了一种不需要闩锁弹簧从而允许简便装配并降低成本的解扣机构。

图11是常规电路断路器的基本部分的示意性结构的侧视图。

参看图11，电路断路器包括可动接触件116、固定接触件117、附连于可动接触件116的前端上的可动触点125、连接到可动接触件116的后端的导线127、附连于固定接触件117上的固定触点126，以及连接到可动接触件116的后端的导线127。可动接触件116通过可动接触件保持器106来支承，并且可旋转地构造成使可动触点125与固定触点126相接触或分离。

开关操作手柄108与手柄杆109联接，该手柄杆109与肘节弹簧110的一端联接，而肘节弹簧110的另一端与肘节销107联接。电路断路器设置有包括第一连杆102和第二连杆103的肘节机构101。第一连杆102的上端与闩锁104可旋转地联接，而第二连杆103与可动接触件保持器106联接。电路断路器还设置有由双金属或电磁铁构成的电流检测装置124，该电流检测装置124通过导线127连接到可动接触件116。

电路断路器还设置有通过闩锁旋转轴111可旋转地支承的闩锁104，闩锁接受座105夹持闩锁104，而解扣杆114支承解扣横杆。闩锁104具有闩锁突起121，并且解扣杆114具有凸轮123。闩锁104被构造成可绕着闩锁旋转轴111旋转，闩锁接受座105被构造成可绕着闩锁接受座旋转轴113旋转，而解扣杆114被构造成可绕着解扣杆旋转轴120旋转。

手柄杆109通过摆动操作开关操作手柄108来进行操作。手柄杆109的操作将肘节弹簧110回复力的作用方向转变成操作肘节机构101，该肘节机构进而通过可动接触件保持器106旋转可动接触件116。因而，可动触点125和固定触点126可被断开或闭合。

图12是常规电路断路器的解扣机构处于稳态(非解扣或重启状态)时的侧视图，而图13是常规电路断路器的解扣机构处于解扣状态时的侧视图。

参看图12，解扣机构的闩锁104在稳态时通过闩锁接受座105和解扣杆114夹持。在此状态中，闩锁通过第一连杆102接收由肘节弹簧110的回复力产生的逆时针方向转矩。

在异常电流流入电路断路器时，电流检测装置124被异常电流操作以操作解扣杆114，如图13所示，并且在闩锁104与闩锁接受座105之间的啮合释放时，闩锁104逆时针旋转。闩锁104的这个动作使得闩锁突起121向上推动凸轮123，而解扣杆114与闩锁104一起动作，朝着预定位置顺时针旋转。由此形成解扣状态。

一些电路断路器使用基于异常电流检测操作解扣机构来工作的报警输出接触件单元。报警输出接触件单元是内部或外部装备附件，并输出解扣机构基于异常电流检测的动作的电信号。这个现有技术示例具有其中报警输出接触件通过设置在与闩锁104一起工作的解扣杆114上的传递部分来驱动的结构。

多电极电路断路器中作为跨越电级设置的部分的解扣横杆需要由绝缘体构成。因此，在图11的解扣机构中，解扣横杆的绝缘体部分穿过由金属板制成的解扣杆114中的孔。因而，横杆由两部分构成：金属部分，用于接收来自闩锁的机械信号；以及绝缘体部分，跨越电极设置。

[专利文献1]

日本未经审查专利申请公开No.2001-351496

在常规电路断路器中，其中解扣杆114通过闩锁104的闩锁突起121的动作旋转到预定位置，解扣杆是具有片状突起的部分。结果，由用于接收来自闩锁的机械信号的金属部和跨越电极设置的绝缘体部分两部分构成的解扣横杆难以确保足够强度来直接接收闩锁104的解扣动作。

因为在解扣时解扣杆凸轮123朝电路断路器的上表面移动，所以必须避免与开关操作手柄108的相互干扰。因而，存在的问题是需要更大的空间以便于操作。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种电路断路器，其中在不通过解扣横杆直接接收闩锁动作的情况下，解扣时的闩锁动作也可被可靠地传递到解扣横杆，并且可减小解扣横杆的操作空间。

为了解决上述问题，技术方案1的电路断路器包括：具有固定触点的固定接触件；具有与固定触点闭合或断开的可动触点的可动接触件；夹持可动接触件并通过开关轴可旋转地支承的可动接触件保持器；通过闩锁旋转轴11可旋转地支承的闩锁；闩锁接受座，它被构造成与闩锁啮合以阻碍闩锁的旋转，并可旋转地在闩锁接受座旋转轴上得到支承；解扣横杆，它被构造成与闩锁接受座啮合并可旋转地在横杆旋转轴上得到支承；手柄杆，可摆动地在杆轴上得到支承，并附连一开关操作手柄；肘节机构，包括在各个杆的一端通过肘节销彼此连接的第一连杆和第二连杆，第一连杆的另一端与闩锁联接，而第二连杆的另一端与可动接触件保持器联接；肘节弹簧，它的一端与肘节销联接，而另一端与手柄杆联接；闩锁突起，形成于闩锁中，并与闩锁接受座的一端接触以基于解扣动作旋转闩锁接受座；以及闩锁接受座突起，形成于闩锁接受座中，并与解扣横杆接触以将闩锁的解扣动作传递到解扣横杆，并且转动解扣横杆。

这个结构在不通过解扣横杆直接接收解扣动作的情况下，确保在解扣时将闩锁动作传递到解扣横杆。结果，解扣横杆不必提供用于接收闩锁解扣动作的解扣杆凸轮。因此，在闩锁的解扣操作中可避免解扣横杆与开关操作之间的干扰，并且解扣横杆的操作所用空间被最小化。

通过在设置于闩锁接受器上的闩锁接受器突起与设置于解扣横杆上的横杆凸轮之间构成接触，闩锁的解扣动作经由闩锁接受座被传递给解扣横杆。因此，机械信号被可靠地发送到诸如报警输出接触件单元的附件。因此，解扣横杆并非必需由用于接收来自闩锁的信号的金属部分和跨越电极设置的绝缘体部分的两部分构成，相反，可由实现了设备最小化、成本降低和可靠性改进的单个部分构成。

技术方案2的电路断路器包括在解扣接受座突起的尖端具有圆弧的凸轮配置，并且该圆弧的中心在闩锁接受座旋转轴上。

即使在闩锁接受器由于伴随闩锁推开动作的惯性力而转动过度的情况下，这个结构也不会在设置于闩锁横杆中的横杆凸轮上产生推进力，并且防止闩锁横杆转动过度超出预定角度。此外，即使闩锁横杆被操作成接收来自诸如报警输出接触件单元的附件的输出部分的反作用力，横杆凸轮的末端的移动也受到闩锁接受座突起的圆弧形表面的阻碍，且不产生使闩锁接受座逆时针移动的这种力，从而获得朝向闩锁接受座旋转轴的中心的轴向力。结果，可保持开口的预定角度。

根据如上所述的本发明，通过使设置于闩锁接受器中的闩锁接受器突起与设置于解扣横杆中的横杆凸轮构成接触，闩锁的解扣动作可经由闩锁接受器传递给闩锁横杆。因此，可减小用于闩锁操作中的闩锁接受器以及闩锁横杆的操作的空间，并且机械信号被可靠地发送到诸如报警输出接触件单元的附件，由此改进设备的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的电路断路器的示意性结构的横截面视图；

图2是根据本发明第一实施例的电路断路器的开关机构的示意性结构的立体图；

图3是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于闭合状态的开关机构的侧视图；

图4是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于断开状态的开关机构的侧视图；

图5是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于解扣状态的开关机构的侧视图；

图6(a)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于稳态的闩锁和闩锁接受器的侧视图；

图6(b)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于稳态的闩锁和闩锁接受器的立体图；

图7(a)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于解扣状态的闩锁和闩锁接受器的侧视图；

图7(b)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于解扣状态的闩锁和闩锁接受器的立体图；

图8(a)是根据本发明第二实施例的电路断路器的处于稳态的闩锁和闩锁接受器的立体图；

图8(b)是根据本发明第二实施例的电路断路器的处于解扣状态的闩锁和闩锁接受器的立体图；

图9是示出根据本发明第二实施例的电路断路器的解扣横杆的动作的侧视图；

图10是示出本发明第二实施例的电路断路器的闩锁接受器突起的示意性结构的侧视图；

图11是示出现有技术的电路断路器的基本部分的示意性结构的侧视图；

图12是现有技术的电路断路器的处于稳态的解扣机构的侧视图；以及

图13是现有技术的电路断路器的处于解扣状态的解扣机构的侧视图。

标号说明

1：    肘节机构

2：    第一连杆

3：    第二连杆

4：    闩锁

5：    闩锁接受器

6：    可动接触件保持器

7：    肘节销

8：    开关操作手柄

9：    手柄杆

10：   肘节弹簧

11：   闩锁旋转轴

12：   闩锁制动器

13：   闩锁接受器旋转轴

14：   解扣横杆

15：   侧板

16：   可动接触件

17：   固定接触件

18：   外壳

19：   消弧室

20：   横杆旋转轴

21：   闩锁突起

22：   闩锁接受器突起

23：   横杆凸轮

24：    连杆制动器

25：    可动触点

26：    固定触点

具体实施方式

将参考附图描述根据本发明的电路断路器的一些优选实施例。

图1是根据本发明第一实施例的电路断路器的示意性结构的横截面视图；图2是示出根据本发明第一实施例的电路断路器的开关机构的示意性结构的立体图；而图3是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于闭合状态的开关机构的侧视图。

如图1、2和3所示的电路断路器包括：被设置成用于各个状态的可动接触件16和固定接触件17；设置在各个可动接触件16的尖端上的可动触点25；连接到可动接触件16的末端的导线；以及设置在各个固定接触件17上的固定触点26。图2示出了设有用于两个状态的可动接触件16和固定接触件17的一个示例。用于各个状态的可动接触件16夹持在一个可旋转支承的可动接触件保持器6上，以便独立于另一状态旋转。可动触点25被构造成与固定触点26进行接触或分离。

开关操作手柄8与手柄杆9联接，而手柄杆9又与开关操作手柄8组合在一起进行工作。该电路断路器具有用于支承开关机构的侧板15，并且手柄杆9由设置于侧板15上的杆轴可摆动地支承，并允许绕着侧板上的杆轴移动。手柄杆9与肘节弹簧10的一端联接，而肘节弹簧10的另一端与肘节销7联接。

电路断路器设置有包括通过肘节销7彼此联接的第一连杆2和第二连杆3的肘节机构1。第一连杆2的上端与闩锁4可旋转地联接，而第二连杆3与可动接触件保持器6联接。由张力弹簧构成的肘节弹簧10的下端吊钩被钩挂在肘节销7上，而该肘节弹簧的上端吊钩被钩挂在手柄杆9的上端上。肘节机构1和肘节弹簧10可包括电路断路器的开关机构。操作手柄杆9，则可反转肘节弹簧10上的动作方向以断开或闭合可动接触件保持器16，并且通过释放闩锁4的啮合，肘节机构1上的肘节弹簧10的动作被反向以驱动可动接触件保持器6解扣。

连杆制动器24被设置于侧板15上，以使肘节机构1与肘节销7接触时停在预定位置上。电路断路器设置有由闩锁旋转轴11可旋转地支承的闩锁4、构造成可与闩锁4啮合的闩锁接受器5、以及构造成可与闩锁接受器5啮合的解扣横杆14。闩锁制动器12被设置于侧板15上，以在解扣断开过程中使闩锁4停在预定位置。

闩锁4被构造成可绕闩锁旋转轴11旋转；闩锁接受器5被构造成可绕闩锁接受器旋转轴13旋转；而解扣横杆14被构造成可绕横杆旋转轴20旋转。闩锁4具有构造成可与闩锁接受器旋转轴13啮合的闩锁突起21；解扣横杆14具有横杆凸轮23；而闩锁接受器5具有闩锁接受器突起22。

闩锁突起21具有圆弧或倾斜部分，并且可通过接触闩锁5的端部来强制驱动闩锁接受器5。闩锁接受器突起22可驱动解扣横杆14，同时接触横杆凸轮23。横杆凸轮23可容纳闩锁接受器突起22，同时接触闩锁接受器突起22的尖端。

除了开关机构之外，电路短路器还设置有用于中断异常电流的消弧室19，该消弧室19(尽管图中未示出)是由双金属或电磁铁与端子构成的异常电流检测装置。这些元件包含在主要由树脂构成的外壳18中。

开关操作手柄8的向左或向右开关操作驱动与该开关操作手柄8以及由肘节弹簧10移动的肘节机构1一起工作的手柄杆9。被夹持在可动接触件保持器6中的具有可动触点25的可动接触件16与可动接触件保持器6一起旋转，由此使触点25与固定触点26相接触或分离，从而闭合或断开电极。

图4是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于断开状态的开关机构的侧视图。在图4的断开状态中，由钩挂在肘节销7上的肘节弹簧10产生的张力使第一连杆2绕设置于闩锁4上的轴逆时针转动。连接第一连杆2和第二连杆3并钩挂在肘节弹簧10上的肘节销7与设置在侧板15上的连杆制动器24相接触，以使肘节机构1停在预定位置，这进而确定经由第二连杆3链接到第一连杆2的可动接触件保持器6的停止位置。因而，随着可动接触件保持器6移动的可动触点16停在正常断开位置。

图5是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于解扣状态的开关机构的侧视图。

在基于异常电流检测的解扣断开状态中，响应于来自图中未示出的异常电流检测装置的机械信号，解扣横杆14逆时针移动并释放与闩锁接受器5的啮合，从而闩锁接受器5顺时针旋转。这一系列动作释放了闩锁4与闩锁接受器5之间的啮合，并且闩锁4通过经由第一连杆2传递的由肘节弹簧10产生的力逆时针旋转，直到闩锁4与闩锁制动器12相接触。可动接触件保持器5通过由肘节弹簧10产生并经由第二连杆3传递的力顺时针旋转，从而导致断开状态。第二连杆3移动到肘节销7与设置在侧板15上的连杆制动器24相接触，并且可动接触件保持器6停在解扣断开位置，从而使可动接触件16停在预定位置。

当开关机构的处于解扣断开状态的开关操作手柄8向右移动时，与手柄8联接的手柄杆9绕着设置于侧板15上的轴顺时针旋转，并通过形成于手柄杆9上的弯头驱动闩锁4来复位肘节机构1。

在此操作中，肘节销7沿着设置于侧板15上的连杆制动器24上的弧形表面滑动，并沿着设置于连杆制动器24一端部上的延长凸轮移动。因此，在不接近包括闩锁接受器5的解扣机构的情况下，第一连杆2和第二连杆3也可完成复位操作。与第二连杆3联接的可动接触件保持器6逆时针地旋转，返回标准断开位置。

通过操作手柄8，闩锁突起21逆时针转动闩锁接受器5以复位解扣横杆14和闩锁接受器5，并且也复位闩锁4与闩锁接受器5之间的啮合。第一连杆2绕着设置于已通过与闩锁接受器5的啮合停在预定位置的闩锁4上的轴旋转，并且通过由肘节弹簧10产生的力经由肘节销7向设置于侧板15上的连杆制动器24推进，从而停在该处。结果，包括可动接触件16的可动接触件保持器6的停止位置经由连杆3根据第一连杆2的停止位置来确定，从而返回正常断开状态。

图6(a)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于稳态的闩锁和闩锁接受器的侧视图，而图6(b)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于稳态的闩锁和闩锁接受器的立体图。参看图6(a)和6(b)，在如图3和4所示的正常断开和闭合操作中，闩锁4由闩锁接受器5夹持，该接受器又由解扣横杆14夹持。将设置于闩锁4上的闩锁突起21定位在闩锁接受器旋转轴13与横杆旋转轴20之间，从而使其悬挂于闩锁接受器旋转轴13上。

图7(a)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于解扣状态的闩锁和闩锁接受器的侧视图，而图7(b)是根据本发明第一实施例的电路断路器的处于解扣状态的闩锁和闩锁接受器的立体图。

参看图7(a)和7(b)，当解扣横杆14通过图中未示出的电流检测装置的机械动作绕着横杆旋转轴20逆时针旋转时，闩锁4与闩锁接受器5之间的啮合通过解扣操作来释放，并且闩锁4绕着闩锁旋转轴11旋转直到闩锁与闩锁制动器12相接触。

伴随着闩锁4的旋转动作，设置于闩锁4上的闩锁突起21推开闩锁接受器5，并且强行使闩锁接受器5顺时针转动。在闩锁接受器5旋转之后，设置于闩锁接受器5上的闩锁接受器突起22也旋转，从而向下推压设置于解扣横杆14上的横杆凸轮23。当通过闩锁接受器突起22的动作向下推压横杆凸轮23时，解扣横杆14绕着横杆旋转轴20逆时针转动。因而，设置于解扣横杆14上的输出附件向报警输出接触件单元输出机械信号，该单元是未在附图中示出的电路断路器的附件。

通过这种结构和操作，在不直接通过解扣横杆14接收闩锁4的解扣动作的情况下，解扣中的闩锁操作也能可靠地传递给解扣横杆14。因为解扣横杆14并非必需设置有用于接收闩锁4的解扣动作的解扣杆凸轮，所以在闩锁4的解扣操作中避免了解扣横杆14与开关操作手柄8之间的干扰。因而，减小了解扣横杆14操作所用的空间。通过使设置于闩锁接受器5上的闩锁接受器突起22与设置于解扣横杆14上的横杆凸轮23构成接触，闩锁4的解扣动作可经由闩锁接受器5被传递给闩锁横杆14。因而，机械信号能被可靠地传递给诸如报警输出接触件单元的附件。因此，解扣横杆14并非必需由用于接收来自闩锁4的信号的金属部分和横跨电极设置的绝缘体部分的两部分构成，而是允许单个部分的结构。因此，可实现设备的最小化、成本的降低和可靠性的改进。

图8(a)是根据本发明第二实施例的电路断路器的处于稳态的闩锁和闩锁接受器的立体图；图8(b)是根据本发明第二实施例的电路断路器的处于解扣状态的闩锁和闩锁接受器的立体图；图9是示出根据本发明第二实施例的电路断路器的解扣横杆的操作的侧视图；而图10是示出本发明第二实施例的电路断路器中的闩锁接受器突起的示意性结构的侧视图。

如图10所示，设置于闩锁接受器5上的闩锁接受器突起22的尖端形成为具有包括其圆弧R与图2所示的闩锁接受器旋转轴13同轴的表面的配置，以及在边缘具有圆弧r的圆角表面。

参看图8(a)和8(b)以及图9(a)和9(b)，当响应于解扣信号解扣横杆14从正常断开或闭合状态(图9(a))开始逆时针转动(图9(b))，从而释放闩锁接受器5与解扣横杆4之间的啮合时，闩锁接受器5顺时针旋转。当闩锁接受器5旋转时，在闩锁接受器突起22的尖端上具有圆弧形r的表面接触到设置于解扣横杆14上的横杆凸轮23(图9(c))，并且解扣横杆14绕着横杆旋转轴20逆时针旋转(图9(d))。当闩锁4与闩锁制动器12相接触并停止时，设置于闩锁4上的闩锁突起21也停止。因而，闩锁接受器5的推开动作结束(图9(e))。

闩锁接受器5由于由闩锁4的推开动作所产生的惯性力而转动过度(图9(f))。然而，因为闩锁接受器突起22的端面的圆弧R的中心与闩锁接受器旋转轴13同轴，所以闩锁接受器5的转动过度并不产生推压设置于解扣横杆14上的横杆凸轮23的力。因此，防止横杆14旋转预定角度以上。在反作用力施加于输出附件上的情况下，解扣横杆14易于顺时针旋转。然而，因为横杆凸轮23的末端的动作受到闩锁接受器突起22上具有圆弧R的表面的阻碍，并且该表面的圆弧R的中心与闩锁接受器旋转轴13同轴，所以反作用力并非使闩锁接受器5逆时针旋转的力，而是向着闩锁接受器旋转轴13的中心的轴向力。因此，即使解扣横杆14接收到反作用力，预定断开角度也会得到保持。

Claims (2)

1.一种断路器，包括：

具有固定触点的固定接触件；

具有与所述固定触点闭合或断开的可动触点的可动接触件；

保持所述可动接触件并由一开关轴可旋转地支承的可动接触件保持器；

由一闩锁旋转轴可旋转地支承的闩锁；

闩锁接受座，它被构造成与所述闩锁啮合以阻碍所述闩锁的旋转，并可旋转地支承于一闩锁接受座旋转轴上；

解扣横杆，它被构造成与所述闩锁接受座啮合并可旋转地支承于一横杆旋转轴上；

手柄杆，它可摆动地支承于一杆轴上，并附连一开关操作手柄；

肘节机构，它包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆在每一连杆的一端通过一肘节销彼此连接，所述第一连杆的另一端与所述闩锁连接，而所述第二连杆的另一端与所述可动接触件保持器连接；

肘节弹簧，其一端与所述肘节销联接，而其另一端与所述手柄杆连接；

闩锁突起，它被设置于所述闩锁中，并形成与所述闩锁接受座的一端的接触以在解扣操作时旋转所述闩锁接受座；以及

闩锁接受座突起，它形成于所述闩锁接受座中，并形成与所述解扣横杆的接触以将所述闩锁的解扣动作传递到所述解扣横杆并转动所述解扣横杆。

2.如权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述闩锁接受座突起的尖端具有带圆弧的凸轮构造，所述圆弧的中心在所述闩锁接受座旋转轴上。

Images