CN103107051B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路断路器，其即使在相同的通电电流下，也可以进一步增大双金属片的弯曲。该电路断路器具有由流过负载电流的加热器（10）及双金属片（50）构成的热动跳闸装置（300A），如果所述负载电流成为过电流状态，则通过利用所述双金属片（50）的弯曲驱动开关机构部（200），从而将可动触点（11）与固定触点（8）分离，在该电路断路器中，使将所述加热器和所述双金属片（50）进行绝缘的绝缘片（1），以将所述加热器（10）和所述双金属片（50）涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器（10）向其周围气氛的散热和所述双金属片（50）向其周围气氛的散热进行抑制的方式，覆盖所述加热器（10）和所述双金属片（50）。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及一种电路断路器，其具有由流过负载电流的加热器及双金属片构成的热动跳闸装置，如果所述负载电流成为过电流状态，则通过所述双金属片的弯曲而驱动开关机构部，使可动触点与固定触点分离。

背景技术

例如在专利文献1所公开的电路断路器中使用的热动跳闸装置中采用下述方法，即，为了即使为额定电流较小的规格也可以使双金属片大幅弯曲，因而在双金属片和加热器之间夹持绝缘片，在电气绝缘的状态下，将加热器在双金属片的整体长度范围内进行卷绕，从而使得双金属片和加热器不会分离，在通电时，在双金属片和加热器这两个部件中流过电流，利用该两个部件的发热而加热双金属片。上述结构通常称为直接-间接型热动跳闸装置（以下称为直接-间接型）。

另外，在构成大电流用的电路断路器的情况下，通常构成为使加热器与双金属片相邻，主要通过加热器的发热而对双金属片进行加热（以下，称为间接加热型），在这里，已知一种间接加热型热动跳闸装置，其通过对加热器及双金属片的形状进行改良，以增加通电距离，从而增加发热（例如专利文献2）。

专利文献1：日本实开昭62－197243号公报（附图及其说明）

专利文献2：日本实开昭55－52754号公报（附图及其说明）

发明内容

如上述所示，在现有的直接-间接型热动跳闸装置构成的电路断路器中，为了使加热器的发热易于传递至双金属片整体，而在夹持绝缘片的状态下将加热器卷绕在双金属片上，但由于双金属片的低膨胀侧也被加热器加热而膨胀，所以对于利用高膨胀侧和低膨胀侧的膨胀之差而进行弯曲的双金属片，其弯曲被妨碍，无法大幅弯曲。另外，即使想要为了增加弯曲而增加发热，也由于构成电路断路器外形的框体的耐热温度成为制约因素，无法增加发热。因此，如果不施加用于使双金属片弯曲的额外的热量，则无法大幅弯曲，弯曲量无法增加，因此，在电路断路器的生产工序中，设定电路断路器的跳闸时间的作业花费时间。

在现有结构中，低膨胀侧的发热量也传递至高膨胀侧，在对高膨胀侧的加热中起作用，但由于近年来的电路断路器的高断路容量化，为了防止双金属片熔断，不得不增加双金属片的截面积，在双金属片的截面积较大的规格中，低膨胀侧的发热难以传递至高膨胀侧。另外，从根据节能化而降低电路断路器主体的电阻及减少材料使用量的趋势出发，在低膨胀侧配置加热器这一方式也存在问题。

另一方面，如果为了解决上述问题而形成仅将加热器配置在双金属片的高膨胀侧的结构，则产生下述问题，即：在跳闸装置的双金属片弯曲前后，加热器与双金属片分离，加热器的发热难以传递至双金属片的问题；以及加热器长度中配置于低膨胀侧的部分消失，通电距离缩短，因此，在给予热动跳闸装置的有限空间内，能够发热的量变小的问题。

在专利文献2中，通过加热器仅对双金属片的一侧进行加热，但由于仅双金属片的一部分进行了通电，所以发热量较少，另外，在额定电流较小的规格中，由于加热器和双金属片无法充分发热，所以无法使双金属片的弯曲增大。

本发明就是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于，使得即使在相同的通电电流下，也可以进一步增大双金属片的弯曲。

本发明所涉及的电路断路器，具有由流过负载电流的加热器及双金属片构成的热动跳闸装置，如果所述负载电流成为过电流状态，则通过利用所述双金属片的弯曲来驱动开关机构部，从而使可动触点与固定触点分离，在该电路断路器中，使得将所述加热器和所述双金属片进行绝缘的绝缘片，以将所述加热器和所述双金属片涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器向其周围气氛的散热和所述双金属片向其周围气氛的散热进行抑制的方式，覆盖所述加热器和所述双金属片。

发明的效果

本发明是一种电路断路器，其具有由流过负载电流的加热器及双金属片构成的热动跳闸装置，如果所述负载电流成为过电流状态，则通过利用所述双金属片的弯曲来驱动开关机构部，从而使可动触点与固定触点分离，在该电路断路器中，使得将所述加热器和所述双金属片进行绝缘的绝缘片，以将所述加热器和所述双金属片涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器向其周围气氛的散热和所述双金属片向其周围气氛的散热进行抑制的方式，覆盖所述加热器和所述双金属片，由此具有下述效果，即，可以提供一种即使在相同的通电电流下也能够使双金属片的弯曲增大的电路断路器。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的图，（a）是电路断路器的完成品的斜视图，（b）是将构成电路断路器的完成品的电路断路器盖部A、电路断路器中枢部B和电路断路器基座部C分解进行例示的斜视图。

图2是表示本发明的实施方式1的图，是在将图1（b）中的电路断路器盖部A拆下的状态下，将构成电路断路器中枢部B的开关机构部200、跳闸装置300和电路断路器中枢部基座框体400分解进行例示的斜视图。

图3是表示本发明的实施方式1的图，是例示电路断路器接通状态下的开关机构部的局部和直接-间接型热动跳闸装置的斜视图。

图4是表示本发明的实施方式1的图，是例示电路断路器跳闸状态下的开关机构部的局部和直接-间接型热动跳闸装置的斜视图。

图5是表示本发明的实施方式1的图，是图3及图4所例示的直接-间接型热动跳闸装置的要部放大图，（a）是正视图，（b）是侧视图。

图6是表示本发明的实施方式1的图，是将图5所例示的直接-间接型热动跳闸装置的绝缘片以展开的状态进行例示的图，（a）是侧视图，（b）是正视图。

图7是表示本发明的实施方式1的图，是表示图5及图6所例示的向直接-间接型热动跳闸装置组装之前的绝缘片的展开图。

图8是作为与图5对应的图而表示现有的热动跳闸装置的例子的图，（a）是正视图，（b）是侧视图。

具体实施方式

实施方式1

下面，基于图1至图7，说明本发明的实施方式1。图1（a）是电路断路器的完成品的斜视图，（b）是将构成电路断路器的完成品的电路断路器盖部A、电路断路器中枢部B和电路断路器基座部C分解进行例示的斜视图。图2是在将图1（b）中的电路断路器盖部A拆下的状态下，将构成电路断路器中枢部B的开关机构部200、跳闸装置300和电路断路器中枢部基座框体400分解进行例示的斜视图，图3是例示电路断路器接通状态下的开关机构部的局部和直接-间接型热动跳闸装置的斜视图，图4是例示电路断路器跳闸状态下的开关机构部的局部和直接-间接型热动跳闸装置的斜视图。图5是图3及图4所例示的直接-间接型热动跳闸装置的要部放大图，（a）是正视图，（b）是侧视图。图6是将图5所例示的直接-间接型热动跳闸装置的绝缘片以展开的状态进行例示的图，（a）是侧视图，（b）是正视图。图7是表示图5及图6所例示的向直接-间接型热动跳闸装置组装之前的绝缘片的展开图。

在图1及图2中，电路断路器100具有：框体，其由绝缘材质的基板框体40及盖体111构成；公知的开关机构部200，其设置在基板框体40上，具有操作手柄4；直接-间接型热动跳闸装置300，其对过电流进行检测，并驱动开关机构部200；固定触点8及可动触点11，其通过开关机构部200而断开/接通；以及消弧装置53，其对在将两个触点8、11分离时产生的电弧进行截断。消弧装置53收容在由以绝缘材料形成的基板101和中间基板102构成的基板框体40中。开关机构部200、直接-间接型热动跳闸装置300及两个触点8、11固定保持在中间基板102上。由绝缘材料形成的盖体111安装在基板框体40上。

在固定接触件9和可动接触件13之间反复进行接触/分离，利用消弧装置53，将在该接触/分离中、特别是由于分离而在固定触点8与可动触点11之间产生的电弧截断，其中，固定接触件9固定在磁轭7上，在一端具有固定触点8，可动接触件13经由可挠铜绞线14与电源侧端子5连接，在一端具有可动触点11，由与开关机构部200联动而进行转动的横杆12保持。

直接-间接型热动跳闸装置300为热动电磁式，由热动部300A和电磁部300B构成一个组装件，其中，热动部300A由双金属片端子55、双金属片50和可挠铜绞线3构成，电磁部300B由磁轭7、线圈18、固定铁心22、绝缘管23、预紧弹簧（省略图示）和可动铁心24构成。

图3是对电路断路器100的接通（ON）状态下的开关机构部200的一部分和跳闸装置300进行例示的斜视图，图4是对电路断路器100的跳闸（TRIP）状态下的开关机构部200的一部分和直接-间接型热动跳闸装置300进行例示的斜视图。

在图3及图4中，在电路断路器100所连接的三相电路即负载电路中，以大于或等于规定时间流过大于或等于规定值的负载电流、即过负载电流的情况下，直接-间接型热动跳闸装置300中的构成限时跳闸单元的双金属片50向图中的右方以规定量弯曲变形，驱动开关机构部200的跳闸杆60，使与跳闸杆60抵接的锁止部70转动，由此使开关机构部200跳闸。通过该开关机构部200的跳闸，使得与R、S、T三相的负载端子6分别连接的开关触点部的各固定触点8，与此前相接触的各可动触点11分离。

下面，详细说明作为本发明的要部的直接-间接型热动跳闸装置300的热动部的结构。

如图5所示，该直接-间接型热动跳闸装置300的热动部由下述各部件构成，即：双金属片50，其由于过负载电流而弯曲，并驱动跳闸杆60；加热器10，其沿着该双金属片50设置，利用通电电流而对双金属片50进行加热；绝缘片1，其设置在加热器10和双金属片50之间，用于将加热器10和双金属片50之间绝缘；双金属片端子55，其与双金属片50连接，将双金属片50固定在中间基板102上；以及可挠铜绞线3。

双金属片50形成剖面呈长方形的板状，与双金属片50的一端连接的加热器10如图6所示，形成曲折形状，具有较长的通电路径。另一方面，双金属片50的另一端与双金属片端子55连接，双金属片端子55压入固定在中间基板102中。另外，加热器10的另一端与可挠铜绞线3连接，从而与电路断路器100的负载端子6连接。在两个触点8、11闭合时，电流从固定触点8流过固定接触件9，经由线圈18和双金属片端子55向双金属片50流动。在这里，在双金属片50和加热器10之间夹持有绝缘片1，将双金属片50和加热器10之间绝缘。因此，电流从双金属片端子55沿双金属片50的长度方向流动，在通过加热器10且经由可挠铜绞线3后，向电路断路器100的负载端子6流动。

绝缘片1是以将双金属片50和加热器10卷在中间的方式卷绕的，端部的各凸部1b插入存在于绝缘片1中部的各切口部1a中，从而使卷绕后的形状固定而不会散开。

在上述实施方式1中，即，电路断路器构成为具有由流过负载电流的加热器10及双金属片50构成的热动跳闸装置300A，如果所述负载电流成为过电流状态，则通过利用所述双金属片50的弯曲驱动开关机构部200，从而将可动触点11与固定触点8分离，在该电路断路器中，使得将所述加热器10和所述双金属片50进行绝缘的绝缘片1，以将所述加热器10和所述双金属片50涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器10向其周围气氛的散热和所述双金属片50向其周围气氛的散热进行抑制的方式，覆盖所述加热器10和所述双金属片50。换句话说，绝缘片1以将所述加热器10产生的热及所述双金属片50产生的热均封闭在将所述加热器10和所述双金属片50涵盖在内而进行卷绕的绝缘片1内的方式，覆盖所述加热器10和所述双金属片50。

热动跳闸装置300A由流过负载电流的加热器10及双金属片50构成，如果所述负载电流成为过电流状态，则通过利用所述双金属片50的弯曲驱动电路断路器的开关机构部200，从而将所述电路断路器的可动触点11与固定触点8分离，在该热动跳闸装置300A中，使得将所述加热器10和所述双金属片50进行绝缘的绝缘片1，以将所述加热器10和所述双金属片50涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器10向其周围气氛的散热和所述双金属片50向其周围气氛的散热进行抑制的方式，覆盖所述加热器10和所述双金属片50。

具有电磁跳闸装置300B，如果所述负载电流成为短路电流状态，则电磁跳闸装置300B进行动作，驱动所述开关机构部200而使可动触点11与固定触点8分离，所述电磁跳闸装置300B与所述开关机构部200的下侧相邻而配置，并且配置在位于所述可动触点11及所述固定触点8与所述热动跳闸装置300A之间，所述热动跳闸装置300A的所述双金属片50的低膨胀侧50L与所述加热器10相比，位于所述电磁跳闸装置300B侧，所述双金属片50的高膨胀侧50H位于所述双金属片50的低膨胀侧50L和所述加热器10之间。

所述加热器10的一端10A经由可挠铜绞线3与负载侧端子6连接，其另一端10B与所述双金属片50的一端50A连接，所述双金属片50的另一端50B与所述固定触点8连接，所述负载电流从所述固定触点8向所述双金属片50的另一端50B流动，从所述双金属片50的另一端50B经由所述双金属片50向所述双金属片50的一端50A流动，从所述双金属片50的一端50A向所述加热器10的另一端10B流动，从所述加热器10的另一端10B经由所述加热器10向所述加热器10的一端10A流动，从所述加热器10的一端10A经由所述可挠铜绞线3向所述负载侧端子6流动，所述加热器10配置为位于所述负载侧端子6和所述双金属片50之间。

所述双金属片50的高膨胀侧50H位于所述双金属片50的低膨胀侧50L和所述加热器10之间。

所述绝缘片1由一片构成，其一端1A位于所述加热器10和所述双金属片50之间，将所述加热器10和所述双金属片50进行绝缘，其另一端1B将所述加热器10和所述双金属片50涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器10向其周围气氛的散热和所述双金属片50向其周围气氛的散热进行抑制。

在所述绝缘片1的所述另一端形成凸部1b，并且在所述绝缘片1的所述一端1A和所述另一端1B之间的中间部1C设置切口1a，所述凸部1b插入所述切口1a，通过该插入，使得将所述加热器10和所述双金属片50涵盖在内而进行卷绕的所述绝缘片1的所述另一端1B固定在所述绝缘片1的中间部1C。

所述加热器10从所述双金属片50的一端50A延伸至所述双金属片50的另一端50B，所述加热器10配置为，在所述延伸方向10DE及与该延伸方向10DE成直角的宽度方向10DW的任意一个方向上，都不会超出所述双金属片50。

所述加热器10从其所述一端10A至其所述另一端10B形成连续的曲折形状。

所述加热器10的所述宽度方向10DW中的所述加热器10的最大宽度10WM，小于或等于所述双金属片50的最大宽度50WM。

所述曲折形状的加热器10的所述宽度方向10DW的线宽Ww与所述延伸方向10DE的线宽We大致相同。

绝缘片1的导热率比所述加热器10的导热率及所述双金属片50的导热率都小。

所述加热器10是利用所述绝缘片1固定在所述双金属片50上的。

下面，说明本发明的实施方式1的主要部件的动作、作用效果。

双金属片50由于通电电流而被加热并弯曲，从而驱动开关机构部200的跳闸杆60进行跳闸，但由于加热器10仅配置在双金属片50的高膨胀侧50H，所以低膨胀侧50L不进行膨胀，在有限的现有空间范围内，即使在相同通电电流下也可以进一步增加弯曲，并且，可以减少加热器10的材料使用量。另外，由于利用绝缘片1将双金属片50和加热器10卷绕，使它们不会分离，所以可以将加热器10的热量高效地向双金属片50传递。此外，由于绝缘片1彼此卡合而进行固定，所以不需要另外的固定工具等。

此外，本发明可以在本发明的范围内对各实施方式适当地进行变形或省略。

此外，在各图中，同一标号表示相同或相当的部分。

Claims (11)

1.一种电路断路器，其具有由流过负载电流的加热器及双金属片构成的热动跳闸装置(300A)，如果所述负载电流成为过电流状态，则通过利用所述双金属片的弯曲来驱动开关机构部，从而使可动触点与固定触点分离，

其特征在于，

使得将所述加热器和所述双金属片进行绝缘的绝缘片，以将所述加热器和所述双金属片涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器向其周围气氛的散热和所述双金属片向其周围气氛的散热进行抑制的方式，覆盖所述加热器和所述双金属片，

所述加热器的一端经由可挠铜绞线与负载侧端子连接，其另一端与所述双金属片的一端连接，

所述双金属片的另一端与所述固定触点连接，

所述负载电流从所述固定触点向所述双金属片的另一端流动，从所述双金属片的另一端经由所述双金属片向所述双金属片的一端流动，从所述双金属片的一端向所述加热器的另一端流动，从所述加热器的另一端经由所述加热器向所述加热器的一端流动，从所述加热器的一端经由所述可挠铜绞线向所述负载侧端子流动，

所述加热器配置为位于所述负载侧端子和所述双金属片之间。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

所述双金属片的高膨胀侧位于所述双金属片的低膨胀侧和所述加热器之间。

3.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

具有电磁跳闸装置，如果所述负载电流成为短路电流状态，则电磁跳闸装置进行动作，驱动所述开关机构部而使可动触点与固定触点分离，

所述电磁跳闸装置与所述开关机构部的下侧相邻而配置，并且配置为位于所述可动触点及所述固定触点与所述热动跳闸装置之间，

所述热动跳闸装置的所述双金属片的低膨胀侧与所述加热器相比，位于所述电磁跳闸装置侧，所述双金属片的高膨胀侧位于所述双金属片的低膨胀侧和所述加热器之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电路断路器，其特征在于，

绝缘片由一片构成，其一端位于所述加热器和所述双金属片之间，将所述加热器和所述双金属片进行绝缘，其另一端将所述加热器和所述双金属片涵盖在内而进行卷绕，对所述加热器向其周围气氛的散热和所述双金属片向其周围气氛的散热进行抑制。

5.根据权利要求4所述的电路断路器，其特征在于，

在所述绝缘片的所述另一端形成凸部，并且在所述绝缘片的所述一端和所述另一端之间的中间部设置切口，所述凸部插入所述切口，通过该插入，使得将所述加热器和所述双金属片涵盖在内而进行卷绕的所述绝缘片的所述另一端固定在所述绝缘片的中间部。

6.根据权利要求4所述的电路断路器，其特征在于，

所述加热器从所述双金属片的一端延伸至所述双金属片的另一端，

所述加热器配置为，在所述延伸方向及与该延伸方向成直角的宽度方向的任意一个方向上，都不会超出所述双金属片。

7.根据权利要求6所述的电路断路器，其特征在于，

所述加热器从其一端至其另一端形成连续的曲折形状。

8.根据权利要求7所述的电路断路器，其特征在于，

所述加热器的所述宽度方向中的所述加热器的最大宽度(Wh)小于或等于所述双金属片的最大宽度(Bh)。

9.根据权利要求8所述的电路断路器，其特征在于，

所述曲折形状的加热器的所述宽度方向的线宽(Ww)与所述延伸方向的线宽(Wl)大致相同。

10.根据权利要求4所述的电路断路器，其特征在于，

绝缘片的导热率比所述加热器的导热率及所述双金属片的导热率都小。

11.根据权利要求4所述的电路断路器，其特征在于，

所述加热器是利用所述绝缘片固定在所述双金属片上的。