CN102122592A - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种电路断路器，其实现开关机构部的耐久性的提高、低成本化以及省空间化。该电路断路器具有由下述部件构成的开关机构(40)：下连杆(46)，其驱动横杆(30)；杠杆(44)，其与跳闸装置(33)的弹键卡合，在跳闸时由框架的轴承部轴支撑而进行转动；上连杆(45)，其轴支撑在该杠杆(44)上，并且经由弹簧销(47)与下连杆结合，与下连杆一起构成肘杆；主弹簧(48)，其从动侧与弹簧销结合；以及手柄臂(42)，其与该主弹簧的驱动侧结合，可自由转动地轴支撑在固定于框体上的框架(43)上，杠杆(44)包含杠杆转动轴部(44a)在内是由单个金属板形成的，在杠杆转动轴部(44a)上设置中心角大于180度的圆弧状部(44a2)。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及一种配线用断路器及漏电断路器等电路断路器，详细地说，涉及开关机构部的耐久性提高。

背景技术

在通常的电路断路器中，采用使用公知肘杆而构成的触点预合机构，杠杆的转动轴不贯穿机构部这一点，使主弹簧移动空间的限制减少，有利于小型化。另外，杠杆的旋转需要越过相间壁而向附属装置传递，为了确保相间绝缘，优选传递杠杆的旋转的部件尽可能构成于杠杆的转动轴的周边。

由于如上所述的限制，在现有的电路断路器中，对杠杆的一部分进行弯折加工而构成转动轴(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：特开2008-140692号公报(图8)

发明内容

在上述所示的现有电路断路器中，由于杠杆的转动轴的剖面为大致四边形，与轴孔之间的接触限于角部或者端面，使接触面压力增大，所以存在通过反复进行开关动作而发生异常磨损或位置偏移的问题。

另外，也可以不进行弯曲加工，而是利用翻边加工形成杠杆的转动轴，但冲制高度存在限度，在杠杆和框架之间存在肘杆等其它部件的情况下，需要冲制为大于或等于板厚的3倍，存在难以确保杠杆转动轴强度的问题。

另一方面，也考虑了将由其它部件构成的转动轴与杠杆接合的方法，但很难同时满足确保接合空间、尺寸精度以及强度，降低部件成本以及组装成本等课题。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，得到一种可以提高开关机构部的耐久性的电路断路器。

本发明所涉及的电路断路器具有：可动接触件，其在一端或两端具有可动触点；固定触点，其与该可动触点接触/分离；横杆，其保持可动接触件，可自由旋转地被轴支撑；下连杆，其驱动该横杆；杠杆，其与跳闸装置的弹键卡合，在跳闸时由框架的轴承部进行轴支撑而进行转动；上连杆，其轴支撑在该杠杆上，并且经由弹簧销与下连杆结合，与下连杆一起构成肘杆；主弹簧，其从动侧与弹簧销结合；以及手柄臂，其与该主弹簧的驱动侧结合，可自由转动地轴支撑在固定于该电路断路器的框体上的框架上，杠杆包含该杠杆的转动轴部在内是由单个金属板形成的，该转动轴部具有中心角大于180度的圆弧状部。

发明的效果

根据本发明，由于在开关机构部中的杠杆的转动轴部设置有中心角大于180度的圆弧状部，使得与框架的轴承部之间的接触形成为面接触，所以可以降低接触面压力，可以提高开关机构部的耐久性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的跳闸状态的斜视图。

图2是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的跳闸状态的侧视剖面图。

图3是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的断开状态的侧视剖面图。

图4是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的接通状态的侧视剖面图。

图5是从本发明的实施方式1中的电路断路器中提取出接通状态的开关机构部、可动接触件以及横杆而进行表示的要部斜视图。

图6是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的杠杆的斜视图。

图7是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的杠杆的侧视图。

图8是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的杠杆的杠杆转动轴部的侧视图。

图9是表示本发明的实施方式1中的电路断路器在接通状态下的开关机构部中安装杠杆旋转传递部件的斜视图。

图10是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的杠杆所承受的负荷的说明图。

图11是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的杠杆和弹键之间的卡合部的要部放大图。

图12是表示本发明的实施方式2中的电路断路器的杠杆的杠杆转动轴部的侧视图。

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中的电路断路器的跳闸状态的斜视图，图2是表示跳闸状态的侧视剖面图，图3是表示断开状态的侧视剖面图，图4是表示接通状态的侧视剖面图，图5是提取出接通状态的开关机构部、可动接触件以及横杆而进行表示的要部斜视图，图6是表示杠杆44的斜视图，图7是表示该杠杆44的侧视图，图8是杠杆转动轴部44a的侧视图，图9是表示在接通状态的开关机构部中安装杠杆旋转传递部件13的斜视图，图10是表示向杠杆转动轴部44a施加的负荷的方向的说明图，(a)表示接通状态，(b)表示断开状态，(c)表示跳闸状态。另外，图11将杠杆44中与弹键34卡合的卡合部44b放大而进行表示的要部放大图。

在图1中，电路断路器100使用由绝缘材料形成的基座11和盖体12构成的框体10而构成。在基座11上，彼此并列地配置有三相的各相的电路断路单元20A、20B、20C，在中央的电路断路单元20B的上部配置有开关机构部40。基座11具有一对外壁11A、11B、以及一对分隔壁11C、11D。在外壁11A和分隔壁11C之间配置电路断路单元20A，在分隔壁11C、11D之间配置电路断路单元20B，在分隔壁11D和外部11B之间配置电路断路单元20C。盖体12覆盖基座11上的各相的电流断路单元20A、20B、20C以及开关机构部40，开关机构部40的操作手柄41凸出于盖体12。另外，在图1中，将盖体12覆盖电路断路单元20A、20B的部分切去，对它们内部进行图示。

各相的电路断路单元20A、20B、20C彼此相同地构成，其具体的构成如图2、图3、图4所示。图2、图4、图5示出中央的电路断路单元20B，其它的电路断路单元20A、20C也相同地构成。如图2、图3、图4所示，该横杆30是针对各相的电路断路单元20A、20B、20C共通地配置的，且以与各相的电路断路单元20A、20B、20C正交的方式配置在基座11上。

各相的电路断路单元20A、20B、20C具有：电源侧端子24，其设置在基座11上；固定触点21，其从电源侧端子24延伸设置；可动触点22，其与该固定触点21接触/分离；可动接触件23，其一端上设有该可动触点22，可自由转动地被横杆30保持；过电流跳闸装置33，其与该可动接触件23连接；以及负载侧端子25，其与过电流跳闸装置33连接，设置在基座11上。如果可动触点22与固定触点21接触，则端子24、25之间的电路接通，另外，如果可动触点22与固定触点21分离，则端子24、25之间的电路断开。

如图2、图3、图4所示，横杆30配置在基座11的底部，以与图2、图3、图4的纸面正交的方式延伸。该横杆30通过开关机构部40而以其轴心为中心进行转动，安装有各相的电路断路单元20A、20B、20C中的各可动接触件23。在横杆30以其轴心为中心进行转动时，各相的电路断路单元20A、20B、20C的各可动接触件23同时进行转动，通过该可动接触件23的转动，可动触点22与固定触点21接触/分离。

如图2、图3、图4加上图5所示，开关机构部40由下述部件进行单元化：框架43，其利用相对的一对框架板形成；大致U字型的手柄臂42(在图5中未图示。在图2、3、4中进行图示)，其通过转动轴心点P可自由转动地轴支撑在该框架43上；以及操作手柄41(在图5中未图示。在图2、3、4中进行图示)，其固定在该手柄臂42上，通过手动进行操作。开关机构部40的内部由下述部分构成：杠杆44，其与过电流跳闸装置33的弹键34卡合，由转动轴44a轴支撑在框架43的框架轴承部43a上；上连杆45，其由连杆支撑轴Q轴支撑在该杠杆44上；下连杆46(在图5中未图示。在图2、3、4中进行图示)，其通过经由弹簧销47与该上连杆45卡合，从而与上连杆45构成肘杆；以及一对主弹簧48，其分别将从动侧48b搭架在弹簧销47上，将驱动侧48a搭架在手柄臂42上。

并且，如图2、3、4所示，上连杆45的上端由杠杆44的连杆支撑轴Q可转动地支撑，下连杆的下端可转动地与横杆30连结。操作手柄41从盖体12向其上部凸出，通过手动操作而以转动轴心点P为中心进行转动。通过该操作手柄41的转动，手柄臂42也与操作手柄41一起以转动中心点P为中心进行转动。手柄臂42在图2所示的跳闸状态下位于中间位置，在图3所示的断开状态下位于向左倾斜位置，在图4所示的接通状态下位于向右倾斜位置。

如图6、图7所示，杠杆44包含杠杆转动轴部44a在内由单个金属板形成，配置在手柄臂42的各个侧板的内表面侧。杠杆转动轴部44a以下述方式形成，即，在将作为杠杆转动轴部44a的金属板的部分沿轴向弯折90°后，为了形成圆弧状部而对杠杆转动轴部进行冲压。杠杆44的杠杆转动轴部44a的剖面例如图8所示，具有通过冲压而形成“く”字状的旋转传递凹部44a1、和形成为中心角大于180度的大致圆弧状的圆弧状部44a2。圆弧状部44a2成为与框架43的框架轴承部43a在较大范围内进行面接触的接触部。

另外，杠杆44如图9所示，将杠杆旋转传递部件13的凸起部13a嵌装在杠杆44的旋转传递凹部44a1中。该杠杆旋转传递部件13将在跳闸时杠杆44的旋转向收容在电路断路器100内的内部附属装置等传递。

另外，由于杠杆转动轴部44a的轴向长度是在将金属板进行弯折加工后进行冲压而形成的，所以可以形成为比形成杠杆44的金属板的板厚大，例如，可以以大于或等于板厚3倍的长度形成转动轴部。

下面，说明电路断路器100的接通、断开以及跳闸的各个动作。

在如图3所示的断开状态下，可动触点22与固定触点21分离，上述固定触点21和可动触点22成为分离状态。在该断开状态下，手柄臂42位于向左倾斜位置，下连杆46成为横置状态。在该图3所示的断开状态下，如果沿顺时针方向对操作手柄41进行操作。则手柄臂42与该操作手柄41一起，以转动中心点P为中心沿顺时针方向转动，手柄臂42转动至图4所示的向右倾斜位置。通过该手柄臂42的转动，主弹簧48的驱动侧48a以手柄臂42的转动中心点P为中心沿顺时针方向移动。通过该主弹簧48的驱动侧48a的移动，主弹簧48的负荷方向发生变化，弹簧销47从图3所示的位置向其右方移动。通过该弹簧销47的移动，如图4所示，下连杆46成为直立状态，横杆30沿顺时针方向进行转动，可动接触件23上的可动触点22与固定触点21接触，成为接通状态。

在图4所示的接通状态下，如果沿逆时针方向对操作手柄41进行操作，则手柄臂42与该操作手柄41一起，以转动中心点P为中心沿逆时针方向进行转动，手柄臂42转动至图3所示的向左倾斜位置。通过该手柄臂42的转动，主弹簧48的驱动侧48a以手柄臂42的转动中心点P为中心沿逆时针方向移动。通过该主弹簧48的驱动侧48a的移动，主弹簧48的负荷方向发生变化，弹簧销47从图4所示的位置向左方移动。通过该弹簧销47的移动，如图3所示，下连杆46返回横置状态，横杆30沿逆时针方向进行转动，可动接触件23上的可动触点22与固定触点21分离，成为断开状态。

在图4所示的接通状态下，如果过电流跳闸装置33进行动作，则在过电流跳闸装置33推压跳闸杆35而使其进行转动后，跳闸杆35与弹键34的卡止被解除。由此，弹键34可自由转动，该弹键34与杠杆44之间的卡合被解除。由于杠杆44被主弹簧48始终向顺时针方向预紧，所以通过与弹键34之间的卡合被解除，杠杆44沿顺时针方向进行转动。通过该杠杆44的转动，手柄臂42以转动中心点P为中心，从图4所示的向右倾斜位置转动至图2所示的中间位置。通过该手柄臂42的转动，主弹簧48的驱动侧48a相对地移动至弹簧销47的右侧，开始向弹簧销47作用向上方的力。利用该弹簧销47向上方的移动，横杆30向上方上升，下连杆46成为图2所示的中间直立状态，可动接触件23上的可动触点22与固定触点21分离，成为图2所示的跳闸状态。

下面，对向杠杆转动轴44a施加的负荷F2进行说明。如图10所示，施加在杠杆转动轴44a上的负荷F2，是作为上连杆45推顶杠杆44的连杆支撑轴Q的力F1的反作用力而施加在杠杆转动轴部44a上的。在这里，推顶连杆支撑轴Q的力F1是通过搭架在将上连杆45和下连杆46结合的弹簧销47上的一对主弹簧48进行预紧而产生的。

在图10(a)的接通状态、图10(b)的断开状态、图10(c)的跳闸状态的各个状态、以及从接通状态至跳闸状态的转移途中的状态下，为了可以降低杠杆转动轴部44a和框架轴承部43a之间的接触面压力，构成为，在与杠杆44的杠杆转动轴部44a的轴垂直的剖面上，施加在杠杆转动轴部44a上的外力的与杠杆转动轴部44a垂直的方向上的成分，始终在杠杆转动轴部44a的圆弧状部44a2上施加负荷F2。

如图11所示，连杆44中的与弹键34之间的卡合部44b构成为曲面。如果检测出过电流而跳闸装置33进行动作，则弹键34可自由旋转，承受来自连杆44的负荷而从实线34-1位置向双点划线34-2位置移动。此时，通过设置在卡合部44b上的曲面，杠杆44向弹键34施加的负荷从G1向G2变化。此时，从弹键34的转动轴中心34a至作用点即杠杆44和弹键34之间的接触点的距离，从移动前的长度A变化至移动后的长度B。移动后的负荷G2与移动前的负荷G1相等或者略大，由于从弹键34的转动轴34a至作用点为止的距离为B(移动后)≥A(移动前)，所以在将杠杆44和弹键34之间的卡合解除的过程中，弹键34从杠杆44受到的转矩增加。

根据本实施方式，由于杠杆44包含杠杆转动轴部44a在内由单个金属板形成，在杠杆转动轴部44a上设置中心角大于180度的圆弧状部44a2，所以圆弧状部44a2与框架43的框架轴承部43a在较大范围内进行面接触，可以将接触面压力抑制得较低，可以提高反复动作时的开关机构部的耐久性，并且可以抑制位置偏移。

另外，由于杠杆转动轴部44a的轴向长度是在将金属板进行弯折后进行冲压而形成的，因而可以大于形成杠杆44的金属板的板厚，所以可以充分确保与杠杆旋转传递部件13之间的结合部。

另外，在接通、断开以及跳闸的各个状态下，在与杠杆44的杠杆转动轴部44a的轴垂直的剖面上，施加在杠杆转动轴部44a上的外力的与杠杆转动轴部44a垂直的方向上的成分，始终在杠杆转动轴部44a的圆弧状部44a2上施加负荷，所以杠杆转动轴部44a和框架轴承部43a这两者都可以抑制接触面压力，提高反复动作时的开关机构部的开关机构部耐久性。

另外，由于杠杆转动轴部44a是在对单个金属板进行弯折加工后进行冲压而形成的，所以可以提高轴部的强度，并且可以降低接合时的位置偏移和部件尺寸误差的累积，可以降低部件成本以及组装成本。

另外，由于在杠杆44的杠杆转动轴部44a上通过冲压而设置旋转传递凹部44a1，在该旋转传递凹部44a1中嵌装杠杆旋转传递部件13的凸起部13a，所以可以通过有限的空间来高效地抑制杠杆旋转传递部件13和杠杆转动轴部44a在旋转方向上的相对晃动。

另外，由于在杠杆44的旋转传递凹部44a1中设置杠杆旋转传递部件13，所以可以容易地将跳闸时的杠杆44的旋转传递至配置在电路断路器100内部的内部附属装置等。

另外，由于通过在杠杆44中的与弹键34之间的卡合部44b处设置曲面，从而在检测出过电流而跳闸装置33进行动作，杠杆44与弹键之间的卡合被解除的过程中，没有使向将弹键34卡止的跳闸装置33施加的负荷增加，而使向弹键34施加的转矩增加，所以可以使跳闸动作稳定，可以提高电路断路器的可靠性。

另外，在本实施方式中，针对在可动接触件的一端具有可动触点的1点断开型的电路断路器的例子进行了说明，但对于在可动接触件的两端具有可动触点的2点断开型的电路断路器，当然可以应用本实施方式中的开关机构部，实现与本实施方式相同的效果。

实施方式2

图12是表示实施方式2中的杠杆转动轴部44a的侧视图。

在本实施方式中，杠杆转动轴部44a的圆弧状部44a2如图12所示，由以下部分构成：圆弧部44a3，其中心角大约为180度；以及接触部44a4，其设置在该圆弧部的外接圆上的延长部上，与框架43的框架轴承部43a接触。另外，圆弧状部44a2的中心角构成为，以圆弧部44a3加上接触部44a4为止这样的范围而实现大于180度。对于其它的结构，由于与实施方式1相同，所以省略说明。

在实施方式1中，对形成杠杆44的单个金属板的切断面即端面也进行冲压或者切削等形成圆弧的形成处理，但在本实施方式中，直接使用杠杆44的端面，作为与框架43的框架轴承部43a接触的接触部44a4。接触部44a4的前端部只要是例如通过倒角或者切削处理等形成为不与框架轴承部43a点接触即可。

根据本实施方式，由于杠杆44包含杠杆转动轴部44a在内由单个金属板形成，在杠杆转动轴部44a上设置中心角大于180度的圆弧状部44a2，所以圆弧状部44a2与框架43的框架轴承部43a在较大范围内接触，可以将接触面压力抑制得较低，可以提高反复动作时的开关机构部的耐久性，并且可以抑制位置偏移。

另外，由于使形成杠杆44的单个金属板的端面的处理简化，所以可以省略形成杠杆转动轴部44a的工序的一部分，可以降低成本。

在上述说明中，针对电路断路器进行了记述，但当然可以利用于所有的上述种类的开关器，即使存在细微的变更也不会脱离发明的范围。

Claims (8)

1.一种电路断路器，其特征在于，具有：

可动接触件，其在一端或两端具有可动触点；

固定触点，其与该可动触点接触/分离；

横杆，其保持所述可动接触件，可自由旋转地被轴支撑；

下连杆，其驱动该横杆；

杠杆，其与跳闸装置的弹键卡合，在跳闸时由框架的轴承部进行轴支撑而进行转动；

上连杆，其轴支撑在该杠杆上，并且经由弹簧销与所述下连杆结合，与所述下连杆一起构成肘杆；

主弹簧，其从动侧与所述弹簧销结合；以及

手柄臂，其与该主弹簧的驱动侧结合，可自由转动地轴支撑在固定于该电路断路器的框体上的框架上，

所述杠杆包含该杠杆的转动轴部在内是由单个金属板形成的，所述转动轴部具有中心角大于180度的圆弧状部。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

所述杠杆具有旋转传递凹部，其设置在所述杠杆的转动轴部上，传递所述杠杆的转动。

3.根据权利要求2所述的电路断路器，其特征在于，

具有杠杆旋转传动部件，其固定在所述杠杆的转动轴部上，具有嵌装在所述旋转传递凹部中的凸起部。

4.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

设置在所述杠杆的转动轴部上的圆弧状部为圆弧。

5.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

设置在所述杠杆的转动轴部上的圆弧状部具有：圆弧部，其形成所述圆弧状部的一部分；以及接触部，其设置在该圆弧部的外接圆上的延长部上，与所述框架的轴承部接触。

6.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

所述杠杆的转动轴部的轴向长度大于所述杠杆的板厚。

7.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

该电路断路器构成为，在与所述杠杆的转动轴部的轴垂直的剖面上，施加在杠杆轴上的外力的与轴垂直的方向的成分，始终朝向所述杠杆的转动轴部上所设置的圆弧状部。

8.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

所述杠杆的与所述弹键之间的卡合面形成为曲面状，在所述杠杆与所述弹键之间的卡合被解除的过程中，所述弹键从所述杠杆承受的转矩增加。

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