CN103094012B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种1极双断电路断路器，其不会产生成本增加和切断故障，弹簧弹力直接作用于可动触点，可以保持其接触压力的平衡。该电路断路器具有：转动式的可动接触件；电源侧固定接触件及负载侧固定接触件；转动件，其向上述可动接触件传递旋转力；拉伸弹簧，其固定在该转动件上，用于施加触点压力，通过将上述拉伸弹簧的各个螺旋弹簧部分配置在上述可动接触件的转动轴的轴向两面上，并将上述挂钩直接与设置于上述转动件上的肋部卡合，从而施加上述可动接触件的触点压力，而且，相对于上述可动接触件的转动轴心，对称地至少配置一对上述一组拉伸弹簧，并在由该电路断路器的开闭机构部使上述转动件转动时，上述可动接触件与上述转动件嵌合。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及配线用断路器及漏电断路器等电路断路器，具体而言，涉及可动接触件的支撑构造。

背景技术

电路断路器具有通过操作该电路断路器所具备的操作手柄使电路开闭的功能、即开关功能，而且还起着为了事先防止因过电流的流过而将电线及负载设备烧毁，由此将电路切断的重要作用。该电路的切断在例如JIS(日本工业标准)C8201-2-1中被定义为「额定短路断路容量」，众所周知，为了能够根据电路的状况即与变压器相距的距离和电线的粗细等，来适当选定具有恰当值的电路断路器，各个制造商都在谋求其产品线的多样化。

然而在断路时，可动触点和固定触点即一对触点之间会产生电弧，若要尽快使该电弧熄灭，优选将用于维持电弧的电弧电压提高，因该，如果将一对触点做成例如2组(所谓的1极双断)，则相应地，电弧电压变成2倍，自然特别适合高断路容量制品。作为该1极双断的具体例，已知如下方案：在可转动的可动接触件的两端具有2个可动触点，将具有与各个可动触点构成一对的固定触点的电源侧及负载侧固定接触件相对于该可动接触件的转动中心配置在点对称的位置上(例如，参照专利文献1和2)。

对于该「点对称位置」，即，将可动接触件始终配置在中心这一做法，是实现1极双断所不可欠缺的。其原因在于，如果可动接触件的中心发生错位，电源侧和负载侧的接触压力的均衡则受到破坏，容易导致温度上升和断路故障。对此，在专利文献1和2中都以可动接触件的电磁排斥力为中心进行了叙述，例如，在专利文献1中，心轴(标号39)始终收容在凹槽(标号40)中，在专利文献2中，滚轴(标号151)从电磁回弹时的与维持槽(标号116)之间卡合的状态出发，在断开时向凸轮面(标号113)移动，由上推断可以认为，特别是在断开时可动接触件不会产生中心错位。其结果，即使在该状态下对操作手柄进行操作，使其移动到接通，也很难发生上述接触压力失衡。

专利文献1：日本特开平6-52777号公报(第4页右栏第14行～第34行)

专利文献2：日本特开2005-310780号公报(第8页第16行～第29行)

发明内容

另一方面，在专利文献1中，电磁回弹时由于可动接触件(触点桥：标号13)在其打开方向上与安装在转动驱动棒(标号20)上的杆(标号42)干涉，因此很难提高触点间的开极量即电弧电压。对此，专利文献2中进行了改善，但存在下述问题：由于接通时弹簧(标号141)的载荷通过滚轴施加在可动触点上，无法充分利用弹簧弹力，其作用力较小。此外，还存在以下问题：因为与凸轮面抵接，在该凸轮面的精度变差时，可动接触件上产生的力和OT(超程)量容易发生变化。并且，这两个文献中都追加了心轴和杆、或滑动销(标号131)和滚轴这样的部件，所以其成本必然增加。

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，得到一种1极双断的电路断路器，其不会产生成本增加和切断故障，将弹簧弹力直接作用于可动触点上，可以保持其接触压力均衡。

本发明所涉及的电路断路器具有：转动式的可动接触件，在其两端部具有可动触点；电源侧固定接触件及负载侧固定接触件，在它们上设置与该可动接触件的可动触点协同动作的固定触点，在产生短路电流时电流流过上述可动触点，产生将上述可动接触件推向断开位置的电磁排斥力；转动件，其向上述可动接触件传递旋转力；压接弹簧，其固定在该转动件上，用于在该电路断路器处于接通位置时施加将上述可动触点压在上述固定触点上的可动接触件的触点压力，该压接弹簧以如下方式作为一组拉伸弹簧而构成，即，将构成弹簧的2个螺旋弹簧部的一端部之间通过连接部进行连接，并且在各个螺旋弹簧部的另一端部分别形成挂钩，此外，通过将该一组拉伸弹簧的上述连接部抵接在上述可动接触件的与可动触点侧相反侧的面上，跨过该相反侧的面，将拉伸弹簧的各个螺旋弹簧部分配置在上述可动接触件的转动轴的轴向两面上，并且，将上述挂钩直接与设置于上述转动件上的肋部卡合，从而施加上述可动接触件的触点压力，而且，相对于上述可动接触件的转动轴心，对称地至少配置一对上述一组拉伸弹簧，并且，在由该电路断路器的开闭机构部使上述转动件转动时，上述可动接触件与上述转动件嵌合。

发明的效果

本发明如上所述，能够提供性价比优异、高可靠性、通过1极双断来实现高断路容量的电路断路器。

附图说明

图1示出本发明的实施方式1，是拆去1极双断电路断路器的外罩后的外观斜视图。

图2是图1的接通状态的侧视剖面图。

图3是图1的断开状态的侧视剖面图。

图4是图2的开闭机构部及双断单元盒的侧视图。

图5是图3的开闭机构部及双断单元盒的侧视图。

图6是图2和图3中A部分的放大图，(a)为接通状态，(b)为断开状态。

图7是作为对比例而示出可动接触件没有与转动件嵌合的情况下的转动件转动轨迹的图。

图8是表示接通状态下拉伸弹簧的力的图，(a)是有嵌合(本发明)的情况，(b)是无嵌合(对比例)的情况。

图9是表示本发明的实施方式2的图，与图6对应。

图10是表示本发明的实施方式3的图，与图6对应。

图11是图10(b)的俯视图。

具体实施方式

实施方式1

图1～图6是表示本发明的实施方式1中的1极双断电路断路器的图，具体地说，图1是拆去外罩后的外观斜视图，图2是接通状态的侧视剖面图，图3是断开状态的侧视剖面图。另外，图4和图5是从图1中提取出的开闭机构部及中央极的双断单元盒的侧视图，与图2及图3一样，图4是接通状态，图5是断开状态。并且，图6是图2及图3中的A部分的放大图，仍与图2及图3一样，(a)为接通状态，(b)为断开状态。

另外，图7是作为对比例而对本发明的要点、即不存在“可动接触件与转动件的嵌合”的情况下的转动件的转动轨迹进行说明的图，图8也是对比例的说明图，示出有嵌合及无嵌合时拉伸弹簧的作用力。

图1中，3极用的1极双断电路断路器101的绝缘框体由外罩1(参照图2)和基座2构成，其中，基座2上安装有：开关机构部51，其具有操作手柄3；与极数对应(该情况下，为3个)的双断单元盒52；以及过电流跳闸装置53。另外，因为操作手柄3从外罩1的手柄用窗孔1a(参照图2)中突出，所以可以向接通或断开方向操作，并且通过双断单元盒52和过电流跳闸装置53的位置关系，可知4是电源侧端子，5是负载侧端子，以上两点与公知技术是相同的。

如图2所示，双断单元盒52由下述部分构成，即：电源侧固定接触件6，其从电源侧端子4延伸设置，一端具有固定触点7；负载侧固定接触件12，其经由过电流跳闸装置53与负载侧端子5连接，一端具有固定触点11；可动接触件9，其两端具有与固定触点7、11接触、分离的可动触点8、10，由例如作为树脂成型品的转动件13保持；以及灭弧装置14、15，其用于切断因固定触点7与可动触点8之间及可动触点10与固定触点11之间的分离而产生的电弧。此外，通过转动轴13a而在双断单元盒52内转动的转动件13上安装有压接弹簧16、17，压接弹簧16、17分别用于使固定触点7与可动触点8及可动触点10与固定触点11之间产生接触压力，并且，将转动件13通过连结轴18连接，以与开闭机构部51的动作对应地，使各极的可动接触件9转动。即，图2的侧视剖面图表示的是与开闭机构部51结合的中央极。

下面，针对开闭机构部51的结构进行说明。如图1所示，开闭机构部51由大致U字形的手柄臂20和操作手柄3进行所谓的单元化，该手柄臂20可自由转动地轴支撑在由相对的一对框架板19A、19B形成的框架19上，该操作手柄3固定在该手柄臂20上，再次回到图2，开闭机构部51的内部由以下部分构成，即：杠杆22，其与过电流跳闸装置53的弹键21卡合，通过转动轴22a而轴支撑在框架19上；上连杆23，其轴支撑在该杠杆22上；下连杆24，其通过经由弹簧销25与该上连杆23结合而构成肘杆；以及主弹簧26，其从动侧26a连接在弹簧销25上、驱动侧26b连接在手柄臂20上，从而进行张紧设置。

以下，基于图2～图5对电路断路器101中的开闭机构部51和双断单元盒52的结合及其动作进行说明。3个双断单元盒52由2根销轴27连接，固定在基座2的规定位置上(参照图1)，该连接时，框架板19A位于右极(图1中纸面外侧)的双断单元盒52和中央极的双断单元盒52之间，框架板19B位于左极(图1中纸面内侧)的双断单元盒52和中央极的双断单元盒52之间，框架板19A、19B分别被销轴27横穿，因此开闭机构部51也同时得到固定。另外，在连接时，预先将从中央极的双断单元盒52的转动件13延伸设置的连结轴18嵌合插入在左极及右极的转动件13上。

在这里，在从中央极的双断单元盒52延伸设置的连结轴18的外周设置有可自由转动的滚轴28，另一方面，在中央极的双断单元盒52中设有以销29为转动中心的连杆转动件30。连杆转动件30具有长孔30a，该长孔30a的内壁与滚轴28卡合，滚轴28可以沿着该内壁在长孔30a的长度方向上移动。而且，连杆转动件30通过销31与下连杆24可自由转动地结合。由此，下连杆24的动作经由连杆转动件30、滚轴28、连结轴18传递到各极的转动件13上，从而如上所述，与开闭机构部51的动作对应地，使各极的可动接触件9转动。另外，图4中，纸面外侧的下连杆24、连杆转动件30等在图中示出，在纸面内侧，即与左极的双断单元盒52之间也同样地设置，因此，本发明中，上连杆23呈大致U字形，具有连接部23a。

在断开状态下，将操作手柄3沿纸面上的顺时针方向转动，驱动侧26b以手柄臂20的转动轴20a(参照图1)为中心移动。由于该移动，主弹簧26的载荷方向发生变化，也使得弹簧销25移动，从而使下连杆24动作，将连杆转动件30压向下方。由于该下压，滚轴28在长孔30a内旋转移动，丛而通过滚轴28内的连结轴18使转动件13沿顺时针方向转动，固定触点7和可动触点8及可动触点10和固定触点11之间接触，即切换到接通状态。

在接通状态下，这次将操作手柄3沿纸面上的逆时针方向转动，与前面所述相反，因为弹簧销25向左方移动，从而使下连杆24动作，连杆转动件30被拉向上方。由于该拉起，同样地，滚轴28在长孔30a内旋转移动，从而通过滚轴28内的连结轴18使转动件13沿逆时针方向转动，固定触点7和可动触点8及可动触点10和固定触点11之间分离，即切换到断开状态。

此外，在该接通状态下，如果检测到过电流等而使过电流跳闸装置53动作，则由于跳闸杆32(参照图1)的随动使弹键21转动，该弹键21与杠杆22的卡合解除。在这里，如公知的那样，由于杠杆22始终由主弹簧26沿纸面上的顺时针方向预紧，因此以转动轴22a为中心沿顺时针方向开始转动。通过该转动，驱动侧26b相对于弹簧销25进行动作，最终，在弹簧销25上开始作用朝向上方的力，下连杆24进行动作。该下连杆24以后的动作与前述的接通切换到断开的动作一样，成为未图示的所谓的跳闸状态。

下面是本发明的关键部分。基于图6对上述接通状态和断开状态下可动接触件9与转动件13的嵌合进行说明。首先，在(a)的接通状态下，可动接触件9和转动件13之间产生了间隙B，这是由于压接弹簧16、17将可动接触件9向纸面上的顺时针方向预紧，与此同时，由固定触点7、11阻止了向顺时针方向的进一步转动。所以，如前述所述，导致由压接弹簧16、17产生了接触压力。此外，该压接弹簧16作为一组拉伸弹簧而以如下方式构成，即，形成弹簧的2个螺旋弹簧部16a、16b(参照图11)的一端部之间通过U形的连接部16c连接，并且，在螺旋弹簧部16a、16b的外侧分别设置挂钩16d、16e，该压接弹簧16以如下方式配置，将连接部16c卡合在可动接触件9的与可动触点8相反侧的面9a上，将挂钩16d、16e直接与设置于转动件13上的肋部13b卡止，以使螺旋弹簧部16a、16b位于可动接触件9的转动轴的轴向两面上。另外，压接弹簧17也同样构成，分别构成成组的压接弹簧16、17。

本发明中，在该产生间隙B的部位，转动件13上设置有凸部13c，并在可动接触件9上设置有凹部9c。由此，在(b)的断开状态下，该凸部13c与凹部9c相嵌合，从而使可动接触件9在转动件13内不会发生左右错位，能使其位置保持在标准位置。其结果，如(a)所示，处于左右平衡的接通状态，由于接触压力的稳定化使温度上升得以抑制，当然使断路性能也变得稳定。

将其与无嵌合的图7相比，可以更好地理解其效果。本来由于可动接触件9为浮动支撑的原因，在考虑到部件的误差或安装精度等的情况下，如(4)所示，容易产生左右平衡的偏差(该例中，向纸面上的右侧、即电源侧偏移)，如果在该状态下切换到接通状态，则如(1)所示，可动接触件9处于向电源侧偏移的位置。因此，压接弹簧16与压接弹簧17相比处于稍微拉伸的状态，即引起间隙B不一致的状态，电源侧与负载侧的接触压力产生差异，伴随接触电阻的增大，引起温度上升。

在断开操作的过程中，在如(2)所示，由于上述间隙B的不一致，负载侧先接触，其后，如(3)所示，电源侧接触的情况下，可动触点10与固定触点11之间先断开，在该状况下，最后，左右的平衡偏差得不到改善，成为(4)的状态，此后，(3)→(2)→(1)，然后，重复(1)→(2)→(3)→(4)。

对该现象发生的原理基于图8做更详细说明。在断开操作开始，即转动件13对应于开闭机构部51的动作开始向逆时针转动的该图8(图8与图7的(2)相当)中，在(a)、(b)中均在嵌合部产生对应于与压接弹簧16、17的弹力F相距的距离的力F’，并且在设有凹凸的(a)中，产生由该凹凸的形状引起的滑动方向成分Fs。如前所述，由该产生的力使凹凸良好地嵌合，不断校正转动件13内的可动接触件9的中心位置，实现左右的平衡。另一方面，在没有凹凸的(b)中，该Fs在与F’大致垂直的方向上只产生很小的量，无法实现(a)那样的校正。因此，正如前面所述，左右的平衡得不到改善，不得不反复进行开闭操作。

另外，即使如专利文献1或2中所示，电磁排斥力只是使可动接触件9转动，但本发明中，因为与在后转动的转动件13之间，仅通过凹部9c和凸部13c嵌合，因此在开闭的耐久性方面，例如因磨损使接触压力失衡等的可能性也是很低的。此外，像此前说明中表明的那样，压接弹簧16、17的弹力被有效用作接触压力，并且，由于挂钩部16d、16e、17d、17e直接卡止在肋部13b上，因而可动接触件9在电磁回弹时的分离距离增大(未图示)，鉴于这两方面，可以在抑制具有高断路容量的电路断路器的成本的同时，进一步提高可靠性。

实施方式2

图9是表示本发明的实施方式2的图，与图6对应。实施方式1中，可动接触件9上设置有凹部9c，转动件13上设置有凸部13c，但当然也可以相反，即，如图9所示，可动接触件9侧为凸部9d，转动件13侧为凹部13d，可以得到同样的效果。

实施方式3

图10是表示本发明的实施方式3的图，与图6对应，图11是图10(b)的俯视图。虽然在实施方式1中没有详细叙述，但如图6所示，在可动接触件9的可动触点8、10附近固定有电弧绝缘部件33，其用于在过电流断路时防止电弧飞向转动件13侧、放出将电弧特意诱导向电源侧的气体。另一方面，对于该电路断路器，作为示出其上限的表述而使用了AF(框架电流；ampereframe)，针对该AF标记最大额定电流，一般来说该AF中有多种额定电流产品(举例来说，250AF的情况下，其品种有125A、150A、175A、200A、225A、250A)。这时，能够预想到为了得到与该额定电流相应的发热量控制或限流效果，可动接触件9的板厚度是可以改变的。

在这里，本实施方式3中，如图10或图11所示，与可动接触件9的板厚度是可变的相应，电弧绝缘部件34的与可动触点相反侧延伸设置为嵌入转动件13内。因此，在各个额定电流下，使电弧绝缘部件34和可动接触件9相加的宽度尺寸，比转动件13的槽13e的尺寸略窄，从而可以实现转动件13的部件标准化，与此同时，还可以抑制图11的纸面上的上下方向错位，并且，由于可以防止电弧飞向转动件13内部，所以，能够进一步实现切断性能的稳定化。此外，对于电弧绝缘部件33(34)的材料，例如日本专利第3359422号中作为灭弧用绝缘材料组成物·灭弧用绝缘材料成型物的材料示出的那样，适用聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙66、尼龙46等。

Claims (3)

1.一种电路断路器，其具有：

转动式的可动接触件，在其两端部具有可动触点；电源侧固定接触件及负载侧固定接触件，在它们上设置与该可动接触件的可动触点协同动作的固定触点，在产生短路电流时电流流过上述可动触点，产生将上述可动接触件推向断开位置的电磁排斥力；转动件，其向上述可动接触件传递旋转力；压接弹簧，其固定在该转动件上，用于在该电路断路器处于接通位置时施加将上述可动触点压在上述固定触点上的可动接触件的触点压力，

上述压接弹簧以如下方式作为一组拉伸弹簧而构成，即，将构成弹簧的2个螺旋弹簧部的一端部之间通过连接部进行连接，并且在各个螺旋弹簧部的另一端部分别形成挂钩，此外，上述压接弹簧构成为，通过将该一组拉伸弹簧的上述连接部抵接在上述可动接触件的与可动触点侧相反侧的面上，跨过该相反侧的面，将拉伸弹簧的各个螺旋弹簧部分配置在上述可动接触件的转动轴的轴向两面上，并且，将上述挂钩直接与设置于上述转动件上的肋部卡合，从而施加上述触点压力，

该电路断路器的特征在于，

相对于上述可动接触件的转动轴心，对称地至少配置一对上述一组拉伸弹簧，

并且，在由该电路断路器的开闭机构部使上述转动件转动时，上述可动接触件的可动触点侧的面与上述转动件嵌合，

在接通状态下，没有进行上述嵌合。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

上述嵌合是通过上述转动件上设置的凸部和上述可动接触件上设置的凹部进行的。

3.根据权利要求2所述的电路断路器，其特征在于，

上述可动接触件具有电弧绝缘部件，并且，包含该电弧绝缘部件在内的上述可动接触件的转动轴轴向的宽度，比上述转动件的与上述可动接触件嵌合的部位的宽度略窄。