CN102473560B - 断路器 - Google Patents

Abstract

提供一种断路器，其中，即使接线柱的材料(导热率)改变，也能使外壳等结构的变化最小。接线柱(20)包括容纳于外壳(2)内的基部(21)和从外壳(2)突出的突出部(22)，且突出部(22)的横截面积大于基部(21)的横截面积。将接线柱(20)的突出部(22)的横截面积设定成大于接线柱基部(21)的横截面积可增加突出部(22)的导热率，由此增大从突出部(22)到与其连接的外部导体的热传导。此外，由于突出部(22)的表面积增大，来自突出部(22)的热辐射量也增加。在此情况下，被插入外壳(2)的接线柱插入孔(2b)的基部(21)尺寸不变化，并因此不必改变外壳(2)的接线柱插入孔(2b)的尺寸。因此，可使由于接线柱材料特性的变化而造成的部件结构变化最小。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及一种断路器，诸如模制断路器或接地泄漏断路器。尤其是，本发明涉及一种即使形成接线柱的材料改变也能够使例如外壳结构的改变最小化的改进的断路器。

背景技术

当由于例如过载或短路而造成电流以预定值或更大值流过时，断路器切断电路并防止电线或装置的损坏。断路器包括当电流以预定值或更大值流过时用双金属件来切断电路的断路机构部以及连接到断路机构部的电源侧或负载侧的端子。断路机构部与端子设置在外壳内。与电源侧配线连接的接线柱和与负载侧配线连接的接线柱分别与电源侧端子和负载侧端子接触并固定。

图6是示出断路器的端子和接线柱之间的接触部分结构的示例的视图。

当接线柱20是从断路器的背面(断路器的安装表面)与端子接触的类型(背面连接类型)时，接线柱20具有柱形并具有与端子40接触的端面20a。螺纹孔23形成于接线柱20内，以从端面20a在轴线上延伸(例如，参见专利文献1)。

端子40通过弯曲带状导电构件来形成并具有在端子40的一端部处与接线柱20接触的接触部41。端子的一个表面41a与接线柱20的端面20a接触。没有螺纹的通孔42形成于端子40的接触部41内。

接线柱20的端部所插入的插入孔2b形成于外壳2的背面(断路器的安装表面)中。插入孔2b的直径根据接线柱20的直径来设计。端子40设置在外壳2中，从而接触面41a朝向插入孔2b。接线柱20插入插入孔2b内，端面20a与端子40的接触面41a接触，且螺钉27插入端子40的通孔42以及接线柱20的螺纹孔23，由此将端子40紧固并固定到接线柱20。弹簧垫圈28和垫圈29插设在螺钉27的头部与端子40之间。

在许多情况下，接线柱20由具有高导热率的铜制成。然而，近年来，在一些情况下，形成接线柱20的材料改变成具有比铜小的导热率的铝。在断路器中，传递到双金属件的热量需要是恒定的。因此，当接线柱的导热率改变时，有必要再次设计调节双金属件的标准。然而，对双金属件调节有限制。当产生的热量等于或多于预定值时，就必须增大接线柱的直径以散热。

然而，如上所述，形成于外壳2的后表面内的孔2b是根据接线柱20的直径来设计的。当接线柱20的直径增大时，难以将接线柱插入孔2b并且需要制备单独的外壳。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开第5-67424号

发明内容

本发明要解决的问题

鉴于上述问题而作出本发明，且本发明的目的是提供一种即便当形成接线柱的材料(导热率)改变时也能够使例如外壳结构的改变最小化的断路器。

解决问题的手段

根据本发明的一个方面，提供有一种断路器，包括：断路机构部，该断路机构部在电流以预定值或更大值流过时使用双金属件来切断电路；端子，该端子连接到断路机构部的电源侧或负载侧；接线柱，该接线柱形成为柱状且具有与端子接触并固定于端子的端面，且电源侧配线或负载侧配线连接到该接线柱；以及容纳断路机构部、端子和一部分接线柱的外壳。接线柱包括设置在外壳内的基部和从外壳突出的突出部。突出部的横截面积大于基部的横截面积。

根据本发明的上述方面，由于接线柱的突出部的横截面积较大，接线柱的导热率增大，且从突出部到与接线柱连接的外部导体的导热率可增大。此外，由于突出部的表面积增大，所以从接线柱消散的热量也增加。这样，当例如在形成接线柱的材料改变过程中导热率增大时，则插入设置在外壳中的接线柱插入孔中的基部尺寸不变化，而仅仅是基部的不插入接线柱插入孔的一部分(突出部)的横截面积可增大。即，不必改变形成于外壳内的接线柱插入孔的尺寸。因此，即便在形成接线柱的材料改变时也有可能使部件结构的改变最小化。

在根据上述方面的断路器中，接线柱可通过将第一构件与第二构件相连结来形成，第一构件至少形成基部并由具有相对较高导热率的材料制成，第二构件连接到第一构件并由相对较低导热率的材料制成。

在本发明中，由于基部的横截面积小于突出部的横截面积，所以基部有可能阻碍经由整个接线柱的热传递。然而，由于基部由导热率大于突出部导热率的材料制成，所以可以增大整个接线柱的导热率。铜是热导率大于铝的导热率的材料的一个例子。当铜比铝贵，且整个接线柱由铜制成时，材料成本增加。然而，如在上述结构中，当突出部的横截面积大于基部横截面积，且仅基部由铜制成时，可以在提高突出部和基部的导热性能同时降低材料成本。

在根据上述方面的断路器中，第一构件和第二构件可通过钎焊、扩散结合和熔焊中的任一种来彼此连结。

在根据上述方面的断路器中，第一构件和第二构件可通过将第一构件与将端子和接线柱紧固的紧固构件一起紧固而彼此连结。

由于端子和接线柱被制成彼此接触并通过紧固构件(螺钉)而紧固到一起，所以不必提供用于紧固第一构件和第二构件的新手段。

发明效果

如从上述说明可见，根据本发明，例如当形成接线柱的材料改变时，插入设置在外壳中的接线柱插入孔的基部尺寸不改变，且仅仅是基部的不插入接线柱插入孔的一部分(突出部)的横截面增大，由此确保热传导。因此，不必改变形成于外壳内的接线柱插入孔的尺寸。由此，可以提供即使当形成接线柱的材料(导热率)改变时也能使部件结构的改变最小化的断路器。

当基部由导热率大于突出部导热率的材料制成时，可以增大整个接线柱的导热率。当整个接线柱由导热率大于铝的热导率的材料(例如，铜)制成时，材料成本增加。然而，如在本发明中，由于突出部的横截面大于基部的横截面，且仅基部由高导热率的材料制成，所以可以在提高突出部和基部的导热性能的同时降低材料成本。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的断路器的端子和接线柱之间的连接部的结构的视图。

图2是示出根据本发明的第一实施例的断路器的内部结构的侧向剖视图。

图3是示出图2中所示断路器的外观的立体图。

图4是示出根据本发明的第二实施例的断路器的端子和接线柱之间的连接部的结构的视图。

图5是示出根据本发明的第三实施例的断路器的端子和接线柱之间的连接部的结构的视图。

图6是示出断路器的端子和接线柱之间的接触部结构的示例的视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

第一实施例

如图2或图3中所示，断路器1包括具有长方体状的外壳2。例如，在外壳2中设置断路机构部和端子30和40，断路机构部在电流以预定值或更大值流过时切断电路，而端子则连接到断路机构部的电源侧或负载侧。断路机构部包括例如可动触头5、加热器6和双金属件7。当施加电压时，电流相继流经电源侧端子30、可动触头5、连接导体(未示出)、加热器6和一端连接到加热器的负载侧端子40。接线柱20附连于电源侧端子30和负载侧端子40，下面将对此作详细描述。

外壳2由具有良好绝缘特性的合成树脂制成。用于手动操作的手柄10设置在外壳2的前表面2d上(与安装表面2c相对的表面)。

类似于上述示例，电源侧端子30和负载侧端子40通过弯曲带状导电构件来形成，且与接线柱20的端部表面20a接触的接触部31和41形成于电源侧端子30和负载侧端子40各自的一端部处。接触部31和41的表面31a和41a是与接线柱20的端部表面20a接触的接触表面。端子30和40定位在外壳2的两端部处，以使接触表面31a和41a朝向外壳2的安装表面2c。此外，通孔2a和2b形成于外壳2的安装表面2c中，以朝向每个端子的接触表面31a和41a。接线柱20被插入通孔2a和2b。下面将详细描述接线柱20的结构。

可转动地保持可动触头5，以使可动触头与固定触头接触或分离，并通过包括闭锁件或闭锁掣子的开关机构(未示出)来开/关。可动触头5压抵固定触头(未示出)，当图2中所示断路器处于开启的状态时，该固定触头设置在电源侧端子3的U形前端部处。

双金属件7固定到加热器6的基端部。调节螺钉8附连于双金属件7的上端部。调节螺钉8的前端部朝向跳闸横条(tripcrossbar)9，且两者之间有一间隙。

当电流流到断路器1时，操作加热器6来加热双金属件7。双金属件7弯曲成其上端部朝向附图的左侧，而调节螺钉8接近跳闸横条9。当过电流流到断路器1时，由加热器6产生的热量等于或大于预定的值且双金属件7被弯曲了预定量。然后，跳闸横条9通过调节螺钉8而转动。然后，可动触头5通过开关机构与电源侧端子3的U形前端部断开，且断路器1开启(跳闸操作)。

下面，将参见图1来描述根据本发明的第一实施例的断路器的接线柱。图1示出负载侧端子40和由铝制成的接线柱20之间的连接部。

接线柱20包括插入外壳2的插入孔2b内的基部21和从外壳2突出的突出部22。外部导体连接到突出部22的前端部。螺钉孔23形成于基部21内以在轴线上从端面延伸。在接线柱20中，基部21被插入形成于外壳2的后表面中的孔2b内，而端面20a与端子40的接触表面41a接触。螺钉27穿过形成于端子40的接触部41内的通孔42而被插入形成于接线柱20的基部21中的螺钉孔23，以紧固端子40和接线柱20。弹簧垫圈28和垫圈29插设在螺钉27的头部与端子40之间。

如图1中所示，基部21的直径D1足以插入形成于外壳2内的插入孔2b中，且突出部22的直径D2则大于基部21的直径D1。即，突出部22的横截面积大于基部21的横截面积。

这样，当接线柱20的突出部22的横截面积较大时，接线柱的导热率增大，且从突出部22到与接线柱连接的外部导体的导热性能提高。此外，由于突出部22的表面面积增大，从接线柱消散的热量也增加。

连接结构与电源侧端子和电源侧接线柱之间的连接结构相同。

上述此实施例可具有如下作用。

当形成接线柱的材料改变时，例如当形成接线柱的材料改变成导热率小于铜的铝并有必要增加导热率时，可以使用仅从外壳2突出的突出部22的横截面积增大的接线柱。在此情况下，由于被插入外壳2的接线柱插入孔2b的基部21尺寸不变化，不必改变外壳2的插入孔2b的尺寸。因此，即便在形成接线柱的材料改变时也能够使部件结构的改变最小化。

第二实施例

下面，将参见图4来描述根据本发明的第二实施例的断路器。

根据此实施例的断路器的接线柱20A包括插入外壳2的插入孔2b内的基部21和从外壳2突出的突出部22。突出部22的直径大于基部21的直径。接线柱20A由结合两个构件形成，即，包括基部21和突出部22靠近基部21的一部分的第一构件50以及包括突出部22的另一部分是第二构件60。螺钉孔51设置在第一构件50的端面中以在轴线上延伸。第一构件50由具有高导热率的材料(例如铜)制成，而第二构件60由具有低导热率的材料(例如铝)制成。第一构件50和第二构件60通过能够传热的结合方法(诸如钎焊、扩散结合或熔焊)彼此结合。

除了第一实施例的作用外，此实施例还具有如下作用。

(1)由于基部21的横截面积小于突出部22的横截面积，所以基部21有可能阻碍经由整个接线柱的热传递。然而，在此实施例中，由于基部21(包括突出部22的一部分)由具有高导热率的材料(铜)制成，所以基部21和突出部22各自的导热率提高，并可以将热量快速传递到与突出部22连接的外部导体。

(2)当整个接线柱由铜制成时，材料成本增加。然而，在此实施例中，由于包括一部分突出部22的基部21(第一构件50)由铜制成，所以可以在提高基部21和突出部22的导热性能的同时降低材料成本。

第三实施例

下面，将参见图5来描述根据本发明的第三实施例的断路器。

根据此实施例的断路器的接线柱20B包括插入外壳2的插入孔2b内的基部21和从外壳2突出的突出部22。突出部22的直径大于基部21的直径。类似于根据第二实施例的接线柱20A，接线柱20B包括第一构件50和第二构件60，第一构件包括基部21和突出部22靠近基部21的一部分，而第二构件包括突出部22的另一部分。在此实施例中，接线柱20B通过紧固和固定两个构件50和60来形成。第一构件50由具有高导热率的材料(例如铜)制成，且供螺钉27插入的通孔(间隙孔)51在第一构件20内形成于轴线上。第二构件60由具有低导热率的材料(例如，铝)制成，且螺钉孔61形成于第二构件60内，以在轴线上从端面延伸。

在此实施例中，用于紧固端子40和接线柱20B的螺钉27用于紧固第一构件50和第二构件60。即，螺钉27通过端子40的通孔42而插入第一构件50的通孔51，然后插入第二构件60的螺钉孔61，由此紧固第一构件1。这样，将端子40紧固到接线柱20B。在此情况下，由于第一构件50的下表面与第二构件60的上表面紧密接触，所以不阻碍第一和第二构件的接触面之间的热传导。

此实施例可具有如下作用。

由于第一构件50和第二构件60通过紧固端子40和接线柱20B的螺钉27来紧固，所以不必提供用于紧固第一构件50和第二构件60的新手段。

其它的实施例

本发明不局限于上述实施例，而是可考虑各种应用或变型。例如，断路器的结构、每个部件的形状和形成每个部件的材料并不限于上述实施例，而是可作适当改变。此外，在上述实施例中，接线柱的第一构件和第二构件分别由铜和铝制成。然而，第一构件和第二构件可由其它材料制成。

附图标记

1：断路器

2：外壳

2a，2b：通孔

2c：安装表面

2d：前表面

5：可动触头

6：加热器

7：双金属件

8：调节螺钉

9：跳闸横条

20：接线柱

20a：端面

21：螺钉孔

23：螺钉孔

27：螺钉

28：弹簧垫圈

29：垫圈

30：电源侧端子

40：负载侧端子

41：触头部

41a：接触表面

42：通孔

50：第一构件

51：通孔

60：第二构件

61：螺钉孔

Claims (6)

1.一种断路器，包括：

断路机构部，当电流以预定值或更大值流过时，所述断路机构部使用双金属件材料来切断电路；

端子，所述端子连接到所述断路机构部的电源侧或负载侧；

外壳，所述外壳容纳所述断路机构部、所述端子及接线柱的一部分；

接线柱，所述接线柱形成为柱状并且包括第一构件以及第二构件，所述第一构件具有容纳于所述外壳内的基部以及连接到所述基部并从所述外壳突出的突出部靠近所述基部的一部分，所述基部具有与所述端子接触并固定于所述端子的端面，所述第二构件固定到所述突出部靠近所述基部的一部分并连接到供电侧配线或负载侧配线，所述突出部靠近所述基部的一部分和所述第二构件构成从所述外壳突出的突出部；以及

紧固构件，所述紧固构件穿过所述端子和所述第一构件而插入所述第二构件，以紧固所述端子和所述接线柱，

其中，所述突出部的横截面积大于所述基部的横截面积。

2.如权利要求1所述的断路器，

其特征在于，所述第一构件由具有第一导热率的材料制成，而所述第二构件由具有比所述第一导热率低的第二导热率的材料制成。

3.如权利要求1所述的断路器，

其特征在于，所述突出部具有相对于所述基部环形突出并且定位于容纳所述基部的所述外壳的底面下方的部分。

4.如权利要求1所述的断路器，

其特征在于，所述紧固构件具有螺纹部，且所述第二构件具有螺钉孔，并且所述螺纹部与所述螺钉孔配合以将所述第一构件固定在所述端子与所述第二构件之间。

5.如权利要求4所述的断路器，

其特征在于，所述端子具有第一通孔，且所述第一构件具有第二通孔，并且所述第一通孔、所述第二通孔和所述螺钉孔同轴形成，以使所述紧固构件插入其内。

6.如权利要求1所述的断路器，

其特征在于，所述基部和所述突出部作为一个构件一体地连接。