CN104067366A - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路断路器，其不必对现有的外形及构造作较大变更，就能够实现断路前后的跳闸时间没有变化且稳定的动作。热动跳闸装置(50)具有：双金属片上部基座(52)，其固定在双金属片(51)的前端；双金属片上部(54)，其可转动地设置在该双金属片上部基座上，固定在隔着规定间隙与跳闸杆(22)相对的过电流特性调整用部件(57)上；以及双金属片上部弹簧(56)，其保持在双金属片上部基座上，始终以大于或等于开闭机构部(20)的跳闸负载的负载，对双金属片上部进行预紧，该电路断路器在电路中流过过电流时，利用双金属片的弯曲，抵抗双金属片上部弹簧，使双金属片上部转动，经由过电流特性调整用部件对跳闸杆进行驱动。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及一种具有热动跳闸装置的电路断路器，该热动跳闸装置通过利用在电路流过过电流时弯曲的双金属片对跳闸杆进行驱动，从而使开闭机构部跳闸。

背景技术

在现有的与包含高次谐波成分的电路对应的电路断路器中，采用热动跳闸装置。该热动跳闸装置通常构成为，利用在电路流过过电流时弯曲变形的双金属片，驱动跳闸杆使开闭机构部跳闸。

在使该电路断路器不断成为高断路容量化时，特别是在必须满足电气用品安全法所规定的2分钟以内动作的低额定值产品(例如小于或等于30A)中，通过直接向双金属片通电，从而使其满足在2分钟以内动作(例如，参照专利文献1)。

但是，由于短路时的短路电流通过双金属片，因此产生下述问题，即，双金属片发生熔断或双金属片发生永久变形等。

为了防止上述问题的产生，已知在双金属片的前端配置延长板而构成的电路断路器(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2008－153072号公报

专利文献2：日本特开2010－218765号公报

发明内容

在如上述所示构成的现有的电路断路器中，进一步实现高断路容量化的情况下，断路时的通过电流的增大，对由双金属片的永久变形引起的断路后的跳闸动作时间延迟造成较大影响。

其主要原因是，由于在连结开闭机构部和热动跳闸装置的跳闸杆上，以一定的行程具有止动器位置，因此，在开闭机构部跳闸后，断路时的双金属片被该止动器位置限制而引起永久变形。

因此，在断路后，因该永久变形而使跳闸杆和双金属片之间的距离变大，因此导致跳闸动作时间的延迟。

在想要通过除了热动跳闸装置以外的方法解决上述课题的情况下，在以下情况下难以维持现状下的外形尺寸或实现小型化，即，以在消弧装置侧延长电弧长度为目的，实现外形的扩大、触点分离距离的扩大、触点断开开始时间以及断开时间的缩短，或实施下述对策的情况，该对策是，通过压力升高而缩小电弧直径等的提高限流性能对策，或采用在流过大电流而断路时不使电流通过双金属片的跳闸装置等的对策。另外，在成本方面显然是不利的。

另外，在如专利文献2所示配置延长板的结构中，为了满足初期安定的热动跳闸特性，通常必须将跳闸负载量下的延长板的挠曲，抑制为小于或等于0.5mm。

因此，为了在0.5mm的挠曲量下在该延长板上产生与跳闸负载量对应的负载，延长板必须由弹簧系数相当高的板材构成。

其结果，该延长板必须是具有与双金属片相同刚性的板材，将断路时的双金属片的弯曲量直接向双金属片传递而难以防止永久变形。

本发明的目的在于，提供一种具有热动跳闸装置的电路断路器，该热动跳闸装置不必对现有的外形及构造作较大变更，就能够实现断路前后的跳闸时间没有变化且稳定的动作。

本发明是一种电路断路器，其具有：开闭机构部，其对用于使电路断开/闭合的开闭触点进行驱动；电磁跳闸装置，其在所述电路中流过过大电流时对跳闸杆进行驱动，使所述开闭机构部跳闸；以及热动跳闸装置，其利用在所述电路中流过过电流时弯曲的双金属片，对所述跳闸杆进行驱动，使所述开闭机构部跳闸，在该电路断路器中，所述热动跳闸装置具有：双金属片上部基座，其固定在所述双金属片的前端；双金属片上部，其可转动地设置在该双金属片上部基座上，固定在隔着规定间隙与所述跳闸杆相对的过电流特性调整用部件上；以及双金属片上部弹簧，其保持在所述双金属片上部基座上，始终以大于或等于所述开闭机构部的跳闸负载的负载，对所述双金属片上部进行预紧，该电路断路器在所述电路中流过过电流时，利用所述双金属片的弯曲，抵抗所述双金属片上部弹簧，使所述双金属片上部转动，经由所述过电流特性调整用部件对所述跳闸杆进行驱动。

发明的效果

本发明能够实现热动跳闸装置，其不必对现有的外形及构造作较大变更，以最少的追加部件数量就能够实现断路前后的跳闸时间没有变化且稳定的动作，本发明能够容易地得到小型且可应对高次谐波的高断路容量的电路断路器。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的整体纵向剖面图。

图2是表示图1中的跳闸装置的放大侧视图。

图3是表示图2中的热动跳闸装置的要部的放大侧视图。

图4是表示实施方式1中的断路时的电路断路器的整体纵向剖面图。

图5是表示图4中的跳闸装置的放大侧视图。

图6是表示图4的热动跳闸装置中的双金属片的弯曲状态的放大侧视图。

图7是表示将实施方式1中的热动跳闸装置的双金属片上部的负载特性和现有构造的负载特性进行比较的说明图。

图8是表示本发明的实施方式2中的热动跳闸装置的要部的放大斜视图。

图9是表示实施方式2中的处于最大跳闸位置的跳闸装置的放大侧视图。

具体实施方式

实施方式1.

首先，使用附图，对本发明的实施方式1中的电路断路器的概略构造进行说明。

在图1中，电路断路器100是使用框体1构成的，该框体1由利用绝缘材料形成的基座2和罩体3构成。

在基座2上，与极数相对应的各相的电路断路单元(例如，在3相的情况下为3个)相互并列地配置，在中央的电路断路单元的上部，配置具有公知的肘杆机构的开闭机构部20。

罩体3覆盖基座2上各相的电路断路单元和开闭机构部20，开闭机构部20的操作手柄21从罩体3凸出。

各相的电路断路单元具有相同的结构，横杆10配置在基座2上，横穿各相的电路断路单元并与各相的电路断路单元正交。

各相的电路断路单元具有：电源侧端子7，其设置在基座2上；固定触点4，其从电源侧端子7延伸设置；可动触点5，其与该固定触点4接触/分离；可动接触件6，在其一端设置可动触点5，利用横杆10可自由转动地保持该可动接触件6；跳闸装置30，其经由可动件支架9与该可动接触件6连接；以及负载侧端子8，其与跳闸装置30连接，设置在该基座2上。由固定触点4和可动触点5构成使电路断开/闭合的开闭触点。

如果可动触点5与固定触点4接触，则电源侧端子7、负载侧端子8之间的电气电路成为闭合，另外，如果可动触点5从固定触点4分离，则电源侧端子7、负载侧端子8之间的电气电路成为断开。

横杆10配置在基座2的底部，以与图1的纸面正交的方式延长。该横杆10通过开闭机构部20以其轴心为中心转动，分别安装有各相的电路断路单元中的各可动接触件6。

在横杆10以其轴心为中心转动时，各相的电路断路单元的各可动接触件6同时转动，通过该可动接触件6的转动，使可动触点5与固定触点4接触/分离。

开闭机构部20由公知的肘杆机构构成，具有：公知的跳闸杆22，其由跳闸装置30驱动；以及跳闸杆止动器23，其将跳闸杆22锁止在最大跳闸位置处。

另外，与可动接触件6接近地配置消弧室11，在开闭机构部20动作时，对在可动触点5和固定触点4之间产生的电弧进行消弧。

如图2所示，跳闸装置30由电磁跳闸装置40和热动跳闸装置50构成。

电磁跳闸装置40具有：固定铁心41；可动铁心42，其在瞬间断路时吸附至固定铁心41上，对跳闸杆22进行驱动；复位弹簧43，其对可动铁心42进行预紧；以及轴44，其对可动铁心42进行轴支撑。

图3(a)、(b)是从相互反方向观察热动跳闸装置50的要部的放大斜视图。热动跳闸装置50具有：双金属片51，其下端固定连接在可动件支架9上；双金属片上部基座52，其固定在该双金属片51的前端；双金属片上部54，其以旋转轴53为转动轴而轴支撑在该双金属片上部基座52上，螺合有过电流特性调整用螺钉57；以及双金属片上部弹簧56，其保持在双金属片上部基座52上，将双金属片上部54向跳闸杆22的方向预紧，以施加可动负载。

另外，双金属片上部54以与设置在双金属片上部基座52上的双金属片上部止动器55抵接的状态，由双金属片上部弹簧56始终预紧，双金属片上部54的弹簧负载设定为，在跳闸杆22的抵接位置处大于跳闸负载。

并且，在双金属片51的上端通过铆钉60固定有通电用连接部件58。并且，双金属片51经由通电用连接部件58以及可挠导体59与负载侧端子8连接，以使电路的电流流过。

此外，在图3中，示出了双金属片上部基座52与通电用连接部件58一体地形成的例子，但也可以将双金属片上部基座52和通电用连接部件58设为分体，通过焊接等将两者固定。

下面，对电路断路器100的断路动作进行说明。

如果在双金属片51中流过大于或等于规定电流的过电流，则双金属片51自身发热，通过该发热而使双金属片51弯曲变形。

如果双金属片51弯曲，则由于过电流特性调整用螺钉57经由双金属片上部54和双金属片上部基座52被固定在双金属片51上，因此由过电流特性调整用螺钉57按压跳闸杆22，对开闭机构部20进行驱动，使可动接触件6转动。通过可动接触件6的转动，使可动触点5从固定触点4分离，电流切断动作结束。(参照图4～6)

此外，图4示出热动跳闸装置50进行动作的瞬间的状态，在该状态下可动触点5还与固定触点4接触。

在上述过电流特性调整用螺钉57按压跳闸杆22时，双金属片上部54以与设置于双金属片上部基座52上的双金属片上部止动器55抵接的状态，由双金属片上部弹簧56始终向跳闸杆22的方向预紧。

在此情况下，由于双金属片上部54上的弹簧负载设定为，在跳闸杆22的抵接位置处大于跳闸负载，因此不必使双金属片上部54转动就能够将跳闸杆22压入。

图7是表示将热动跳闸装置50的双金属片上部54的负载特性和现有构造的负载特性进行比较的说明图，双金属片上部54中的弹簧负载设定为，在跳闸杆22的抵接位置处大于跳闸负载，并且在跳闸杆22的锁止位置处小于现有构造的延长板中的弹簧负载。

因此，在跳闸杆22的抵接位置处，不必使双金属片上部54转动就能够将跳闸杆22压入，并且在对跳闸杆22进行驱动而使开闭机构部20跳闸的状态下，双金属片上部弹簧56与施加至双金属片上部54的负载相对应而弯曲。

另外，在流过如短路电流那样的过大电流的情况下，通过在电磁跳闸装置40的固定铁心41上产生的磁力，使可动铁心42吸附在固定铁心41上，可动铁心42以轴44为转动轴抵抗复位弹簧43的预紧力而转动。

通过该转动，可动铁心42按压跳闸杆22，对开闭机构部20进行驱动，使可动接触件6转动。

通过可动接触件6的转动，使可动触点5从固定触点4分离，将过大电流切断，跳闸动作结束。

但是，即使在流过如短路电流那样的过大电流的情况下，双金属片51也会弯曲，该弯曲行程大于或等于跳闸杆22与开闭机构部20的跳闸杆止动器23抵接的行程。

因此，双金属片上部54转动。由于将大于或等于双金属片上部弹簧56的弹簧负载特性的负载向双金属片上部54施加，因此双金属片上部弹簧56弯曲，双金属片上部54转动。

如上述所示，通过双金属片上部54的转动，不对双金属片51施加大于或等于双金属片上部弹簧56的弹簧负载特性的负载。

在现有技术的情况下，利用开闭机构部20的跳闸杆止动器23，将双金属片51的弯曲行程强制地利用跳闸杆止动器23固定并发生了永久变形，但根据本实施方式，如果向双金属片51施加的负载大于或等于双金属片上部弹簧56的弹簧负载特性，则双金属片上部弹簧56弯曲，双金属片上部54转动，因此能够防止双金属片51的永久变形。

由此，能够得到断路前后的跳闸时间没有变化且能够稳定地跳闸的电路断路器。

实施方式2.

图8(a)、(b)是从相互反方向观察热动跳闸装置50的要部的放大斜视图，图9是表示实施方式2中的处于最大跳闸位置的跳闸装置的放大侧视图。

在本实施方式2中，将在实施方式1中由扭转弹簧构成的双金属片上部弹簧56，置换为由按压弹簧构成的双金属片上部弹簧61。由于其他结构与实施方式1相同，因此省略说明。

此外，在本实施方式2中，双金属片上部弹簧为按压弹簧，但也可以由拉伸弹簧等构成，能够得到相同的效果。

此外，本发明可以在本说明的范围内将各实施方式自由组合，或对各实施方式适当地进行变形、省略。

标号的说明

100 电路断路器

1 框体

2 基座

3 罩体

4 固定触点

5 可动触点

6 可动接触件 可动件

7 电源侧端子

8 负载侧端子

9 可动件支架

10 横杆

11 消弧室

20 开闭机构部

21 操作手柄

22 跳闸杆

23 跳闸杆止动器

30 跳闸装置

40 电磁跳闸装置

41 固定铁心

42 可动铁心

43 复位弹簧

44 轴

50 热动跳闸装置

51 双金属片

52 双金属片上部基座

53 旋转轴

54 双金属片上部

55 双金属片上部止动器

56 双金属片上部弹簧

57 过电流特性调整用螺钉

58 通电用连接部件

59 可挠导体

60 铆钉

61 双金属片上部弹簧

Claims (3)

1.一种电路断路器，其具有：开闭机构部，其对用于使电路断开/闭合的开闭触点进行驱动；电磁跳闸装置，其在所述电路中流过过大电流时对跳闸杆进行驱动，使所述开闭机构部跳闸；以及热动跳闸装置，其利用在所述电路中流过过电流时弯曲的双金属片，对所述跳闸杆进行驱动，使所述开闭机构部跳闸，

该电路断路器的特征在于，

所述热动跳闸装置具有：

双金属片上部基座，其固定在所述双金属片的前端；

双金属片上部，其可转动地设置在该双金属片上部基座上，固定在隔着规定间隙与所述跳闸杆相对的过电流特性调整用部件上；以及

双金属片上部弹簧，其保持在所述双金属片上部基座上，始终以大于或等于所述开闭机构部的跳闸负载的负载，对所述双金属片上部进行预紧，

在所述电路中流过过电流时，利用所述双金属片的弯曲，抵抗所述双金属片上部弹簧，使所述双金属片上部转动，经由所述过电流特性调整用部件对所述跳闸杆进行驱动。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

在对所述跳闸杆进行驱动而使所述开闭机构部跳闸的状态下，所述双金属片上部弹簧与向所述双金属片上部施加的负载相对应地弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

所述双金属片上部弹簧是扭转弹簧、按压弹簧或拉伸弹簧。