CN105190820B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

维持电路断路器中的电磁式跳闸装置的吸引力，并且使对反时限特性产生影响的电磁式跳闸装置小型化，得到电路断路器的小型化。具有：可动接触件(24)；固定接触件(21)，其与该可动触点(23)接触/分离；电源侧端子(20)，其与该固定接触件连接；开闭机构部(30)，其使可动接触件(24)开闭；电磁式跳闸装置(40)，其与可动接触件(24)连接，使开闭机构部(30)跳闸；以及负载侧端子(26)，其与该电磁式跳闸装置(40)连接，电磁式跳闸装置(40)具有：磁轭(42)，其由磁性板构成；油缓冲壶(43)，其固着在该磁轭(42)的一个脚部处；以及可动铁片(49)，其可自由转动地保持于磁轭(42)的另一个脚部处，具有与油缓冲壶(43)的接极面相对的第1吸附面(49a)，可动铁片(49)具有第2吸附面(49e)。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及具有使用了油缓冲壶的电磁式跳闸装置的电路断路器，特别地，涉及电磁式跳闸装置中的吸引力的提高。

背景技术

现有的构成电路断路器的电磁式跳闸装置的电磁装置，在由磁性板构成的L字状的磁轭中的一个脚部处固着油缓冲壶方式的固定铁心，并且在另一个脚部处可自由转动地支撑可动铁片，该可动铁片与固定铁心的接极面相对，磁轭侧的支柱嵌入可动铁片的窗孔或切口槽中而保持该可动铁片。另外，设置有弹簧，该弹簧对可动铁片进行预紧，以将可动铁片和固定铁心的接极面之间的间隙扩大。并且，使固定铁心的设置在油缓冲壶内的铁心的一端与L字型的磁轭的一个脚部耦合而构成磁路，利用将该磁路设置为闭合电路的吸引力，使可动铁片转动，将开闭机构部断开(open)。

按照该规格，如果试图在维持跳闸机构部的跳闸载荷的同时，对电磁式跳闸装置进行小型化而构成，则有时得不到用于使跳闸机构部跳闸的充分的吸引力。因此，已知下述电磁式跳闸装置，其以提高吸引力，而不改变构成电磁装置的对电路断路器的反时限特性造成影响的线圈的匝数为目的，设置将磁轭的另一个脚部的前端向固定铁心侧成直角地弯折而得到的弯折部，通过该弯折部，增大接极面积，从而使吸引力提高(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2001－307614号公报图5

发明内容

在上述现有的电路断路器的电磁式跳闸装置中，由于可动铁片和固定铁心之间的磁隙存在于与磁通集中的线圈内部相比的外侧，因此，通常而言的漏磁系数变大。因此，使穿过可动铁片的磁通变少而使吸引力减小。另外，由于固定铁心和磁轭的弯折部之间的磁隙小于固定铁心和可动铁片之间的磁隙，因此虽然接极面积增大，但是穿过可动铁片的磁通减少，其结果，成为阻碍吸引力提高的主要原因。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其得到一种电路断路器，该电路断路器能够高效地提高电磁式跳闸装置的吸引力，而不对构成电磁式跳闸装置的、对电路断路器的反时限特性造成影响的电磁装置的线圈匝数进行变更。

本发明所涉及的电路断路器具有：可动接触件，其具有可动触点；固定接触件，其具有与可动触点接触/分离的固定触点；第1外部端子，其与所述固定接触件连接；开闭机构部，其使可动接触件开闭；电磁式跳闸装置，其与可动接触件连接，使开闭机构部跳闸；以及第2外部端子，其与该电磁式跳闸装置连接，电磁式跳闸装置具有：磁轭，其由磁性板构成；固定铁心，其固着在该磁轭的一个脚部处；线圈，其在该固定铁心上卷绕，与可动接触件及第2外部端子连接；以及可动铁片，其可自由转动地保持于磁轭的另一个脚部处，具有与固定铁心的接极面相对的第1吸附面，所述可动铁片具有：延长部，其是使所述磁轭从可自由转动地保持该可动铁片的保持部延伸而成的；以及第2吸附面，其与该延长部相对，设置在所述可动铁片处。

发明的效果

根据本发明，由于能够使电磁式跳闸装置的吸引力增大，而不增加影响断路器的反时限特性的线圈匝数，因此能够实现电路断路器的小型化。

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结构的纵剖视图。

图2是表示本发明的实施方式1中的电磁式跳闸装置的放大侧视图。

图3是表示本发明的实施方式1中的电磁式跳闸装置的可动片的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图4是表示本发明的实施方式1中的电磁式跳闸装置的磁路的要部放大侧视图。

图5是表示图2所示的电磁式跳闸装置的过电流发生时的放大侧视图。

图6是表示本发明的实施方式2中的电磁式跳闸装置的放大侧视图。

图7是表示本发明的实施方式2中的电磁式跳闸装置的放大纵剖视图。

图8是表示本发明的实施方式2中的电磁式跳闸装置的可动片的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图9是表示本发明的实施方式3中的电磁式跳闸装置的放大侧视图。

图10是表示本发明的实施方式3中的电磁式跳闸装置的放大纵剖视图。

图11是表示本发明的实施方式3中的电磁式跳闸装置的可动片的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

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中的电路断路器的整体结构的纵剖视图，图2是表示电磁式跳闸装置的放大侧视图，图3是表示电磁式跳闸装置的可动片的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图，图4是表示电磁式跳闸装置的磁路的要部放大侧视图，(a)示出磁通A，(b)示出磁通B，图5是表示图2所示的电磁式跳闸装置的过电流发生时的放大侧视图。

在图1中，电路断路器101利用由基座11及罩12构成的框体10而构成，该基座11及罩12由绝缘材料形成。在基座11上，与电路连接的电路断路单元(例如，在3相的情况下，为3个)针对每一极彼此并列地配置，在中央的电路断路单元的上部，配置具有公知的延迟机构的开闭机构部30。

罩12覆盖基座11上的各相的电路断路单元和开闭机构部30，开闭机构部30的操作手柄31从罩12的窗孔12a凸出。

另外，各相的电路断路单元彼此相同地构成，横杆13在各相的电路断路单元中共用，以与各相的电路断路单元相正交的方式，配置在基座11上。

各相的各电路断路单元具有：电源侧端子20，其作为设置在基座11中的第1外部端子；固定接触件21，其从电源侧端子20延伸设置，具有固定触点22；可动触点23，其与固定触点22接触/分离；可动接触件24，其一端具有可动触点23，由横杆13可上下自由移动地保持；电磁式跳闸装置40，其经由挠性铜绞合线25与该可动接触件24连接，使开闭机构部30跳闸；以及负载侧端子26，其与该电磁式跳闸装置40连接，是设置在基座11中的第2外部端子。由固定触点22及可动触点23构成使电路进行开闭的开闭触点。另外，在固定触点22及可动触点23的附近，设置具有消弧板27a的消弧装置27。如果可动触点23与固定触点22接触，则两个端子20、26之间的电路变为接通，另外，如果可动触点23从固定触点22分离，则两个端子20、26之间的电路变为断开。

横杆13通过开闭机构部30而上下移动，在横杆13上下移动时，各极的电路断路单元的各可动接触件24同时上下移动。通过该可动接触件24的上下移动，可动触点23与固定触点22接触/分离。另外，开闭机构部30具有由各极的电磁式跳闸装置40驱动的、公知的跳闸杆33。

如图2所示，电磁式跳闸装置40由下述部件构成：卷绕的线圈41，其一端与可动接触件24连接，另一端与负载侧端子26连接，用于将通电电流变换为磁通；L字状的磁轭42，其由电磁板构成，供线圈41的磁通穿过；以及油缓冲壶43，其固着在该磁轭42的一个脚部处，利用线圈41的磁通，对铁心由于油的粘性而向管盖吸附的时间进行控制，从而决定反时限特性。油缓冲壶43由下述部件构成：管体44，其用于卷绕线圈41；管盖45，其作为该管体44的盖起作用；铁心47，其与油46一起设置在管体44中；以及铁心弹簧48，其设置在该铁心47和管盖45之间，将铁心47向从管盖45远离的方向预紧。此外，权利要求书中所述的所谓“固定铁心”，是指上述的油缓冲壶43。

另外，电磁式跳闸装置40设置有：可动片49，其与管盖45相对，由设置在磁轭42的另一个脚部处的保持部42a可自由转动地保持；延长部42b，其从磁轭42对可动片49进行保持的保持部42a延长；以及可动片弹簧50，其张伸设置在该延长部42b及可动片49的端部49b之间，将可动片49在从管盖45拉开的方向上预紧。并且，如图3所示，在可动片49处设置有：第1吸附面49a，其被管盖45吸引；通孔49c，其用于供磁轭42的延长部42b穿过；曲部49d，其朝向该通孔49c，用于形成向磁轭42的磁路；以及驱动部49f，其对跳闸杆33进行驱动。并且，由于如果流过过电流，则铁心47被向管盖45的方向吸附，因此穿过可动片49的磁通增大。其结果，对第1吸附面49a进行吸附的吸附力也增大，可动片49克服可动片弹簧50的预紧力，进行转动。成为下述结构，即，通过该可动片49的转动，驱动部49f对开闭机构部30的跳闸杆33进行驱动。

在现有的电磁式跳闸装置40中，为了维持电路断路器101的反时限特性而使可动片49的吸引力充分高是困难的。因此，在交流专用的情况下，利用可动片49以商用频率进行振动而产生的可动片49的惯性力，使开闭机构部30跳闸。另一方面，如果将搭载了该电磁式跳闸装置40的电路断路器应用于直流电路中，则由于可动片49不振动，因此不能像在交流电路中那样利用可动片49的惯性力。因此，为了用于直流，需要对线圈的匝数、油的粘性、以及铁心弹簧等进行变更。

为了解决该问题，在本实施方式中，设置延长部42b和第2吸附面49e，该延长部42b如前述所示，从将可动片49可自由转动地保持的保持部42a延伸，该第2吸附面49e如图3所示，与延长部42b相对，设置为反U字状的形状。

由此，成为使磁通A和磁通B相加而成的形状，该磁通A如图4(a)所示，从可动片49的曲部49d直接穿过磁轭42，该磁通B如图4(b)所示，在穿过可动片49的第2吸附面49e后，经由延长部42b，穿过磁轭42。即，在可动片49被管盖45吸附的状态下，使可动片49和磁轭42的接触面积增加，使磁轭42和油缓冲壶之间的漏磁降低。

此外，在权利要求书中所述的所谓“漏磁降低部”，是指上述的第2吸附面49e和延长部42b。

下面，对电路断路器101的断路动作进行说明。

如果电路中流过电流，则在线圈41中流过励磁电流，由该励磁电流产生的磁通穿过由磁轭42→铁心47→铁心47和管盖45之间的第1磁隙G1→管盖45→可动片49和管盖45之间的第2磁隙G2→可动片49构成的磁路。此时，如果在电路中流过大于或等于规定值的过电流，则由该过电流而生成的磁通产生将铁心47向管盖45吸引的吸引力，该吸引力超过铁心弹簧48的预紧力。于是，如图5所示，铁心47由于油46的粘性阻力而在经过规定的时间后向管盖45侧吸引，第1磁隙G1从图2所示的通常时的L1减小为图5所示的L2。铁心47向管盖45吸附，第1磁隙G1减小，从而可动片49和管盖45之间的第2磁隙G2的磁通A逐渐变大。并且，由于磁通B也穿过可动片49的第2吸附面49e和磁轭42的延长部42b之间，因此成为使磁通A和磁通B相加而成的形状，对可动片49起作用的吸引力增大。

由于该增大了的吸附力，可动片49进行转动，驱动部49f对跳闸杆33进行按压，从而开闭机构部30的横杆13被驱动，使可动接触件24从固定接触件21分离。通过该可动接触件24的移动，使可动触点23从固定触点22分离。在可动触点23分离时，利用消弧装置27对由于流动的电流而产生的电弧进行消弧，断路完成。

由于对于接通、断开动作，与公知的电路断路器相同，因此省略说明。

根据本实施方式，由于分别在可动片49处设置第2吸附面49e、在磁轭42处设置与第2吸附面49e相对的延长部42b，因此由磁轭42引起的、可动铁片49的保持部42a的漏磁降低，油缓冲壶43能够维持对可动片49进行吸引的吸引力，并且使线圈41的匝数减少，实现电路断路器的小型化。

另外，通过分别在可动片49处设置第2吸附面49e、在磁轭42处设置与第2吸附面49e相对的延长部42b，从而由磁轭42引起的、可动铁片49的保持部42a的漏磁降低，因此如果对线圈41的匝数进行调整，则作为固定铁心的油缓冲壶43使对可动片49进行吸引的吸引力增大，能够实现交流用和直流用的电磁式跳闸装置40的通用化。

实施方式2

图6是表示实施方式2中的电路断路器的电磁式跳闸装置的放大侧视图，图7是图6所示的电磁式跳闸装置的纵剖视图，图8是表示图6所示的电磁式跳闸装置的可动片的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

通常，漏磁系数在磁隙位于线圈外侧的铰链形状和磁隙位于线圈内侧的柱塞形状之间差异较大，在对相同磁隙进行观察的情况下，已知作为漏磁系数γ，柱塞形状相对于铰链形状为大约0.75倍。如果将其换算为吸引力，则可知，柱塞形状的吸引力是(1/0.75)2＝1.77倍，较大。

因此，在本实施方式中，如图6、图7所示，在电磁式跳闸装置401中，在可动片49处设置柱塞51、即凸出部，以使可动片49和管盖451之间的第2磁隙G3成为线圈41的内侧，并且，将油缓冲壶43的管盖451配置于线圈41的内部。如图8所示，柱塞51以主体部51a自由移动的方式，利用可动片49对柱塞51的颈部51b进行保持。关于其他的结构，由于与实施方式1相同，因此省略说明。

此外，权利要求书中所述的所谓“漏磁降低部”，是在上述的第2吸附面49e和延长部42b的基础上，包含柱塞51。

根据本实施方式，由于分别在可动片49处设置第2吸附面49e，在磁轭42处设置与第2吸附面49e相对的延长部42b，因此由磁轭42引起的、可动铁片49的保持部42a的漏磁降低，油缓冲壶43能够维持对可动片49进行吸引的吸引力，并且使线圈41的匝数减少，实现电路断路器的小型化。

另外，在电磁式跳闸装置401中，由于在可动片49处述设置柱塞51，以使第2磁隙G3成为线圈41的内侧，并且将油缓冲壶43的管盖451配置于线圈41的内部，因此与可动片49和管盖451之间的第2磁隙G3有关的漏磁系数γ进一步降低，油缓冲壶43能够维持对可动片49进行吸引的吸引力，并且使线圈41的匝数减少，实现电路断路器的进一步小型化。

另外，由于在可动片49处设置柱塞51，以使磁隙G3成为线圈的内侧，并且将油缓冲壶43的管盖451配置于线圈41的内部，因此，由于与可动片49和管盖451之间的第2磁隙G3有关的漏磁系数γ进一步降低，因此如果对线圈41的匝数进行调整，则作为固定铁心的油缓冲壶43使对可动片49进行吸引的吸引力增大，实现交流用和直流用的电磁式跳闸装置401的通用化，并且还实现电路断路器的小型化。

另外，由于与可动片49和管盖451之间的第2磁隙G3有关的漏磁系数γ进一步降低，因此管体44、管盖451、铁心47、以及铁心弹簧48也能够小型化。

实施方式3

图9是表示实施方式3中的电路断路器的电磁式跳闸装置的放大侧视图，图10是图9所示的电磁式跳闸装置的纵剖视图，图11是表示图9所示的电磁式跳闸装置的可动片的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

在本实施方式中，取代在实施方式2中设置在可动片49处的柱塞51，如图9所示，在可动片49处设置凸形状49g，即凸出部。

另外，如图10所示，管盖452具有凹形状452a，通过该凹形状452a与可动片49的凸形状49g的组合，磁隙G4构成在线圈41内部。在实施方式2中说明过的将柱塞51设置在可动片49处的情况下，成为2个部件，但是如果是本实施方式中的凸形状49g，则如图11所示，能够由可动片49这1个部件构成。关于其他结构，由于与实施方式2相同，因此省略说明。

此外，权利要求书中所述的所谓“漏磁降低部”，是在上述的第2吸附面49e和延长部42b的基础上，包含凸形状49g。

根据本实施方式，由于分别在可动片49处设置第2吸附面49e，在磁轭42处设置与第2吸附面49e相对的延长部42b，因此由磁轭42引起的、可动铁片49的保持部42a的漏磁降低，油缓冲壶43能够维持对可动片49进行吸引的吸引力，并且使线圈41的匝数减少，实现电路断路器的小型化。

另外，在电磁式跳闸装置402中，由于在可动片49处设置凸形状49g，并且在油缓冲壶43的管盖452处设置凹形状452a，将可动片49和管盖452之间的第2磁隙G4构成于线圈41的内部，因此漏磁系数γ进一步降低，油缓冲壶43能够维持对可动片49进行吸引的吸引力，并且使线圈41的匝数减少，实现电路断路器的进一步小型化。

另外，由于在可动片49处设置凸形状49g，并且在油缓冲壶43的管盖452处设置凹形状452a，将可动片49和管盖452之间的第2磁隙G4构成于线圈41的内部，因此漏磁系数γ降低，如果对线圈41的匝数进行调整，则作为固定铁心的油缓冲壶43使对可动片49进行吸引的吸引力增大，实现交流用和直流用的电磁式跳闸装置402的通用化，并且还实现电路断路器的小型化。

另外，由于与可动片49和管盖452之间的第2磁隙G4有关的漏磁系数γ进一步降低，因此管体44、管盖452、铁心47、以及铁心弹簧48也能够小型化。

标号的说明

10 框体，11 基座，12 罩，

20 电源侧端子，21 固定接触件，22 固定触点，23 可动触点，

24 可动接触件，26 负载侧端子，30 开闭机构部，

40 电磁式跳闸装置，41 线圈，42 磁轭，42b 延长部，

43 油缓冲壶，

49 可动片，49a 第1吸附面，49e 第2吸附面，

101 电路断路器。

Claims (4)

1.一种电路断路器，其特征在于，具有：

可动接触件，其具有可动触点；

固定接触件，其具有与所述可动触点接触/分离的固定触点；

第1外部端子，其与所述固定接触件连接；

开闭机构部，其使所述可动接触件开闭；

电磁式跳闸装置，其与所述可动接触件连接，使所述开闭机构部跳闸；以及

第2外部端子，其与该电磁式跳闸装置连接，

所述电磁式跳闸装置具有：

磁轭，其由磁性板构成；

固定铁心，其固着在该磁轭的一个脚部处；

线圈，其在该固定铁心上卷绕，与所述可动接触件及所述第2外部端子连接；以及

可动铁片，其可自由转动地保持于所述磁轭的另一个脚部处，具有与所述固定铁心的接极面相对的第1吸附面，

所述磁轭具有延长部，该延长部使所述磁轭从可自由转动地保持该可动铁片的保持部延伸，

所述可动铁片具有第2吸附面，该第2吸附面与所述延长部相对而设置。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

所述第2吸附面为反U字状的形状。

3.根据权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，

所述可动铁片具有凸出部，该凸出部设置在所述第1吸附面处，朝向所述固定铁心的接极面凸出。

4.根据权利要求3所述的电路断路器，其特征在于，

所述固定铁心的接极面设置在所述线圈的内部。