CN101728136B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，针对低额定电流类电路断路器，得到一种具有热动电磁式过电流跳闸装置的小型电路断路器。与过电流对应而使开关机构(9)动作的过电流跳闸装置(6)构成为，具有：电磁铁装置(6b)，其具有固定铁心(21)；以及热动装置(6a)，其利用过电流产生的热量而动作，固定铁心(21)在该固定铁心(21)的轴上具有基座安装部(21a)。在将电磁铁装置(6b)设置在基座(1)上时，固定铁心(21)是隔着与电磁铁装置(6b)的线圈(20b)的一端连接的电路部件(19)，利用与基座安装部(21a)卡合的紧固部件(7)进行紧固的。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及一种电路断路器，特别涉及一种过电流跳闸装置。

背景技术

现有的低额定电流类电路断路器，作为过电流跳闸装置的方式采用小型且比较容易制造的完全电磁式。完全电磁式过电流跳闸装置利用油阻尼器(oil dash pot)内的制动油的粘性，得到与可动铁心的动作具有时间差的延时跳闸特性。另外，在产生短路电流等大电流的情况下，通过转动件(armature)瞬时进行动作而得到瞬时跳闸特性。

另外，即使在高额定电流类电路断路器中，也存在采用小型且比较容易制造的完全电磁式的过电流跳闸装置的情况。为了得到额定电流不同的电路断路器，通过改变线圈的匝数及制动油的粘性而进行应对。

专利文献1：特开平7-153363号公报(第0002段至第0003段，图7及图8)

发明内容

但是，由于现有的完全电磁式电路断路器仅利用电磁铁装置得到延时跳闸特性和瞬时跳闸特性，因此难以将瞬时跳闸电流值设定得较高，由于仅对电流的大小进行感知而进行跳闸，所以存在即使在异常发热的情况下，只要没有流过规定的电流就无法使电路断路器跳闸的问题。

因此，对于现有的完全电磁式电路断路器，随着近年来高效变压器及直流交流变换装置等的普及，有可能由于冲击电流增大导致错误地进行跳闸，或由于高次谐波导致的异常发热而发生烧损。

上述问题可以通过采用热动电磁式而加以解决，该热动电磁式可以将瞬时跳闸电流值设定得较高，在异常发热的情况下也可以进行跳闸。

但是，如果简单地将热动电磁式应用于低额定电流类电路断路器中，则为了在低电流下使双金属片弯曲而将高电阻的发热体较长地构成，或者为了在低电流下也能够得到瞬时跳闸特性，而将电磁铁装置的线圈卷绕数十匝，从而产生过电流跳闸装置变大，电路断路器变大的问题。

本发明的目的在于，针对低额定电流类电路断路器，得到一种具有热动电磁式过电流跳闸装置的小型电路断路器。

本发明所涉及的电路断路器中，与过电流对应而使开关机构动作的过电流跳闸装置构成为具有：电磁铁装置，其具有固定铁心；以及热动装置，其利用过电流产生的热量进行动作，固定铁心在该固定铁心的轴上具有基座安装部。在将电磁铁装置设置在基座上时，固定铁心是隔着与电磁铁装置的线圈的一端连接的电路部件，利用与基座安装部卡合的紧固部件进行紧固的。

发明的效果

根据本发明所涉及的电路断路器，针对低额定电流类电路断路器，可以使具有热动电磁式过电流跳闸装置的电路断路器小型化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的纵剖面图。

图2是图1所示的过电流跳闸装置的放大图。

图3是电磁铁装置主体部的组装图。

图4是电磁铁装置6b的组装图。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的纵剖面图。

图2是图1所示的与负载端子连接的过电流跳闸装置的放大图。电路断路器的绝缘框体30由基座1和盖体2构成，它们均由合成树脂形成。电源端子25及负载端子16安装在基座1上，该电源端子25用于可拆卸地连接电源侧电线，该负载端子16用于可拆卸地连接负载侧电线。一端设置有电源端子25的固定接触件3安装在基座1上。与固定接触件3相对并进行接触/分离的可动接触件4，经由可动件保持体5与过电流跳闸装置6进行连接，该过电流跳闸装置6与过电流对应而使开关机构9动作。

可动件保持体5可自由旋转地保持可动接触件4。另外，可动件保持体5也作为连接端子部件，其具有与可动接触件4连接的连接部(未图示)、以及与过电流跳闸装置6连接的连接端子部5a，构成从电源端子25至过电流跳闸装置6的电路的一部分。过电流跳闸装置6还与负载端子16连接，构成从电源端子25至负载端子16的电路。

使可动接触件4相对于固定接触件3进行接通/断开动作的开关机构9由跳闸杆9a等构成。连接螺栓7将可动件保持体5的连接端子部5a和过电流跳闸装置6电气连接，并且经由接合垫圈8而将它们紧固在基座1上。固定接触件3、可动接触件4、开关机构9以及过电流跳闸装置6安装在绝缘框体30的内部。

过电流跳闸装置6从大体上划分，则由下述部件构成：热动装置6a，其利用过电流产生的热量进行动作，具有延时跳闸特性；以及电磁铁装置6b，其具有瞬时跳闸特性。热动装置6a具有作为热动元件的双金属片10。双金属片10通过铆钉12与双金属片端子11一体地紧固，并固定在基座1上。发热体13隔着绝缘体14卷绕在双金属片10上，一端侧与双金属片10电气接合，另一端侧经由挠性导体15与负载端子16连接。调整螺栓17安装在双金属片10的自由端上，对热动作特性进行调整。调整螺栓17由固定螺母18固定。

在产生过电流的情况下，通过发热体13发热而使双金属片10弯曲，通过调整螺栓17按压跳闸杆9a而使电路断路器跳闸。

电磁铁装置6b构成为包括：磁轭19，其由铁板等磁性材料构成；电磁铁装置主体部40，其包括线圈部20；以及转动件24，其由合成树脂形成。电磁铁装置主体部40嵌合在磁轭19上。将设置在磁轭19上的椭圆状突起19a嵌入至设置在基座1上的槽部(未图示)中，而将电磁铁装置6b压入固定，并定位在基座1的规定位置上。

线圈部20如图3所示，在由合成树脂形成的线圈架20a上卷绕有线圈20b。图3是电磁铁装置主体部40的组装图。线圈20b的一端与磁轭19接合，另一端与热动装置6a的双金属片端子11接合。在线圈架20a的中空孔部中插入固定铁心21和可动铁心22，它们都是由磁性材料形成的，可动铁心22通过按压弹簧23向上方预紧。将卡扣(snap-fit)旋转轴24b插入设置在磁轭19上的轴孔19b内，而对转动件24可自由转动地进行轴支撑。可动铁心22的铁心头部22a插入转动件24的槽部24a内。

在产生短路电流等大电流的情况下，由流过线圈部20的电流产生磁场，使可动铁心22抵抗按压弹簧23而被吸引至固定铁心21侧，通过该动作，使转动件24以磁轭19的轴孔19b为中心顺时针旋转，按压跳闸杆9a而使电路断路器跳闸。

下面，根据图3、图4说明电磁铁装置6b的组装步骤。图4是电磁铁装置6b的组装图。首先，如图3所示，通过从相同方向顺序向线圈部20的中空孔部中插入可动铁心22、按压弹簧23、固定铁心21，而组装电磁铁装置主体部40。然后，如图4所示，直接将电磁铁装置主体部40插入磁轭19的上下设置的圆弧槽19c、长圆弧槽19d内，进行嵌合固定。

然后，将电磁铁装置主体部40的线圈20b的一端与磁轭19进行接合。由此，线圈20b与磁轭19进行电气连接，同时作为电磁铁装置6b而一体化，使电磁铁装置主体部40完全无法从磁轭19上脱落。电磁铁装置主体部40的线圈20b的另一端与热动装置6a的双金属片端子11进行接合。由此，电磁铁装置6b与热动装置6a结合，作为过电流跳闸装置6而一体化。

在电磁铁装置6b的固定铁心21的轴上设置有作为基座安装部的内螺纹部21a。嵌合在基座1上的接合垫圈8的通孔，与可动件保持体5的连接端子部5a上设置的通孔重合。在上述通孔重合的情况下插入过电流跳闸装置6，然后利用紧固部件、即与内螺纹部21a螺合的连接螺栓7进行连接并紧固。在将电磁铁装置6b设置在基座1上时，通过将磁轭19与可动件保持体5的连接端子部5a直接进行压接，使可动件保持体5与磁轭19电气连接。

接合垫圈8例如是在“特許第3841987号公報”中所公开的。接合垫圈8例如由具有弹性的铁板形成，其形成为具有：基座部，其与可动件保持体5进行接触；一对脚部，它们是从该基座部的两端以大致直角弯折而形成的；以及一对弹性爪，它们是从该脚部的前端部以钩状弯折而形成的。在基座1的底部贯穿设置接合孔，其用于嵌入接合垫圈8，在该接合孔上形成将一对弹性爪卡止的卡止部。因为利用接合垫圈8的具有弹性的一对弹性爪，弹压夹持在基座1上设置的卡止部，所以可以将固定铁心21的内螺纹部21a牢固地紧固在基座1上。

因为实施方式1的电路断路器中，磁轭19作为将线圈20b和可动件保持体5的连接端子部5a连接的电路部件而起作用，所以不需要另外准备将可动件保持体5和线圈20b连接而进行中继的中继部件。因此，实施方式1的电路断路器不会由于增加了该中继部件的厚度而使电磁铁装置6b的高度及过电流跳闸装置6的高度向基座1的上方延伸，即，可以在电路断路器的上下方向上形成富余空间。通过将过电流跳闸装置6接近基座1的底部而设置，以去除该富余空间，从而可以使电路断路器的上下方向厚度变薄，进行小型化。

在低额定电流类电路断路器中，可以利用电路断路器的上下方向上形成的富余空间而使线圈部20的高度变高。由此，可以确保必要的安培匝数，并且不会使电路断路器的上下方向的厚度增加。因此，可以构成小型的低额定电流类电路断路器。

在低额定电流类电路断路器中，在线圈20b的安培匝数较少的情况下，由于电磁力较小，因此为了使电磁铁装置6b动作，必须减小按压弹簧23的载荷，无法应对跳闸杆9a的载荷，跳闸特性不稳定。与此不同，对于实施方式1的电路断路器，因为可以增加线圈20b的安培匝数，所以可以增大电磁力，使瞬时跳闸特性稳定。

另外，因为在电磁铁装置6b的固定铁心21的轴上设置内螺纹部21a，通过使连接螺栓7与该内螺纹部21a螺合，而将磁轭19与可动件保持体5电气连接，所以不需要在过电流跳闸装置6向基座1配置的区域的外周部，设置将与线圈20b连接的中继部件和可动件保持体5进行连接的连接位置，将中继部件和可动件保持体5电气连接并固定在基座1上。因此，可以在电路断路器中的电源负载方向、即电源端子25和负载端子16的方向上形成富余空间。

通过利用该电源负载方向的富余空间，将热动装置6a纵向配置在电磁铁装置6b的周边，即，将双金属片10沿电路断路器的上下方向而配置，从而无需增加电路断路器的电源负载方向的长度，就可以在绝缘框体30内构成热动电磁式过电流跳闸装置，可以构成小型的电路断路器。

因为在电磁铁装置6b的固定铁心21的轴上设置内螺纹部21a，通过使连接螺栓7与该内螺纹部21a螺合，从而将电磁铁装置6b固定在基座1上，所以可以通过连接螺栓7的紧固，对电磁铁装置6b进行安装，使其基本不会相对于基座1的底面的铅垂线发生倾斜。由此，因为可以使转动件24和跳闸杆9a之间的位置关系相对恒定，所以可以使瞬时跳闸电流即电路断路器的跳闸特性稳定。

并且，通过使电磁铁装置6b的固定铁心21的轴心与内螺纹部21a的轴心一致，与轴心不一致的情况相比，电磁铁装置6b的倾斜度进一步减小，可以使转动件24和跳闸杆9a之间的位置关系更加恒定，因此相同地，可以显著地使电路断路器的跳闸特性稳定。

另外，实施方式1的电路断路器中，可以将由磁轭19和电磁铁装置主体部40一体化而构成的电磁铁装置6b安装在基座1上，而无需隔着将可动件保持体5和线圈20b连接并进行中继的中继部件，即，省略了在组装时定位不稳定的中继部件，因此组装作业变得容易。

由于转动件24构成为与可动铁心22直接连结，并与可动铁心22的动作连动，而没有追加中间部件，所以与具有中间部件的情况相比，可以减少部件数量。由此可以减少组装工时。另外，因为不需要中间部件的配置空间，所以可以使过电流跳闸装置6小型化。因为转动件24和电磁铁装置6b之间的连结，仅仅是利用卡扣连接，将卡扣旋转轴24b插入磁轭19的轴孔19b内，所以可以容易地进行过电流跳闸装置6的组装作业。

如上所述，根据本发明的实施方式1的电路断路器，因为将基座安装部21a设置在固定铁心21的轴上，在将电磁铁装置6b设置在基座1上时，是隔着与电磁铁装置6b的线圈20b的一端连接的电路部件19，利用与基座安装部21a螺合的紧固部件7进行紧固的，所以与单纯使完全电磁式电路断路器变为热动电磁式而导致低额定电流类电路断路器大型化的现有技术不同，即使是低额定电流类电路断路器，也可以使具有热动电磁式过电流跳闸装置6的电路断路器小型化。

此外，对于电磁铁装置6b的固定铁心21上设置的基座安装部为内螺纹部21a，紧固部件为连接螺栓7的情况进行了说明，但也可以采用基座安装部为外螺纹部，紧固部件为螺母的结构。另外，基座安装部和紧固部件也可以是相互卡合的其它形状。

Claims (6)

1.一种电路断路器，其具有：绝缘框体，其由基座和盖体构成；固定接触件，其安装在所述绝缘框体的基座上；可动接触件，其与该固定接触件相对地设置；开关机构，其使所述可动接触件相对于所述固定接触件进行接通/断开动作；以及过电流跳闸装置，其与所述可动接触件连接，且与过电流对应而使所述开关机构动作，所述过电流跳闸装置由电磁铁装置和热动装置构成，该电磁铁装置具有固定铁心，该热动装置利用所述过电流产生的热量而动作，

该电路断路器的特性在于，

所述固定铁心在该固定铁心的轴上具有基座安装部，

在将所述电磁铁装置设置在所述基座上时，所述固定铁心是隔着与所述电磁铁装置的线圈的一端连接的电路部件，利用与所述基座安装部卡合的紧固部件进行紧固的，

所述电路部件是所述电磁铁装置的磁轭。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

所述基座安装部的轴心与所述固定铁心的轴心一致。

3.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

所述磁轭对使所述开关机构动作的转动件的旋转轴进行轴支撑，所述转动件与所述电磁铁装置的可动铁心连接。

4.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

所述基座安装部是内螺纹部，所述紧固部件是连接螺栓，

所述电路部件以及与所述可动接触件连接的连接端子部件由所述连接螺栓进行紧固。

5.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

所述基座安装部是内螺纹部，所述紧固部件是连接螺栓，

所述电路部件以及与所述可动接触件连接的连接端子部件由所述连接螺栓进行紧固。

6.根据权利要求3所述的电路断路器，其特征在于，

所述基座安装部是内螺纹部，所述紧固部件是连接螺栓，

所述电路部件以及与所述可动接触件连接的连接端子部件由所述连接螺栓进行紧固。

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