CN108475599A - 断路器 - Google Patents

断路器 Download PDF

Info

Publication number
CN108475599A
CN108475599A CN201780006094.5A CN201780006094A CN108475599A CN 108475599 A CN108475599 A CN 108475599A CN 201780006094 A CN201780006094 A CN 201780006094A CN 108475599 A CN108475599 A CN 108475599A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting rod
lever
connection connecting
connection
relative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780006094.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108475599B (zh
Inventor
柏宗孝
今枝隆之介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN108475599A publication Critical patent/CN108475599A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108475599B publication Critical patent/CN108475599B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/28Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/38Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/42Driving mechanisms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

支撑可动部件与可动接触件连接。与支撑可动部件连结的杠杆能够旋转地支撑于杠杆轴。在能够旋转地与杠杆连结的第1连结连杆处,将第2连结连杆能够旋转地连结。电磁铁使能够旋转地与第2连结连杆连结的柱塞位移,使支撑可动部件从非接通位置经过接通开始位置而向接通完成位置位移。保持体发挥保持力,以将第2连结连杆相对于第1连结连杆的角度保持为第1设定角度。限制部件对第1连结连杆相对于杠杆的向下述方向的旋转进行限制,即,该方向是第1连结连杆相对于杠杆的角度变得比第2设定角度小的方向。

Description

断路器
技术领域
本发明涉及使可动接触件与固定接触件接触或使可动接触件从固定接触件分离的断路器。
背景技术
以往,已知一种断路器,其通过连杆机构使电磁铁的柱塞和可动接触件联动,通过向电磁铁的定子的线圈的通电而使柱塞移动,由此将可动接触件接通至固定接触件。在如上所述的现有的断路器中,构成为在连杆机构中使用肘杆机构,在可动接触件相对于固定接触件接通时肘杆机构达到止点,由此在可动接触件的接通后所需的针对固定接触件的强的接触压力降低,对电磁铁所需的电磁力被抑制。
但是,在现有的断路器中,在电磁铁的构造上,在可动接触件的接通动作初期,定子和柱塞之间的间隙大,随着接通动作进行而间隙变小,因此电磁铁的电磁力随着可动接触件的接通动作进行而变大。另一方面,随着可动接触件向接通方向移动而肘杆机构会接近止点,因此在接通动作所需的电磁铁的负载随着可动接触件的接通动作进行而变小。如上所述,在现有的断路器中,电磁铁产生的电磁力的特性和对电磁铁所需的负载的特性相对于可动接触件的接通动作而相反。因此,在现有的断路器中,存在下述问题,即,需要相对电磁铁所需的负载的特性而效率差且大的电磁铁。
因此,以往,为了对电磁铁的大型化进行抑制,提出了下述断路器,其将与可动接触件联动的杠杆可自由旋转地设置于杠杆轴,一边通过电磁铁的电磁力使辊朝向杠杆轴移动、一边通过辊使杠杆旋转,由此将可动接触件接通至固定接触件。在如上所述的现有的断路器中,随着可动接触件与固定接触件接近,辊相对于杠杆的作用点与杠杆轴接近,因此对电磁铁所需的负载的特性接近电磁铁的电磁力的特性,对电磁铁的大型化进行抑制(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2010-44927号公报
发明内容
但是,在专利文献1所示的现有的断路器中,由于辊一边与杠杆接触、一边移动,因此辊容易磨损。由此,辊作用于杠杆的力线的方向变化,有可能在可动接触件的接通动作中产生问题。另外,根据例如断路器的使用条件等而辊的磨损量的波动变大,因此断路器的个体差变大,断路器的耐久性的管理也变得困难。并且,在电磁铁的有限的行程中难以增大辊的移动量,无法进一步实现电磁铁的小型化。
本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的,其目的在于得到能够实现电磁铁的小型化,并且能够实现动作的稳定性的提高的断路器。
本发明所涉及的断路器,其具有:固定接触件;可动接触件,其在接通时与固定接触件接触,在断开时从固定接触件分开;支撑可动部件,其与可动接触件连接,在下述位置之间能够位移,即,在断开时可动接触件从固定接触件分开的非接通位置、在接通时的接通动作过程中可动接触件相对于固定接触件的接触开始的接通开始位置、以及与接通开始位置相比接近可动接触件而将可动接触件向固定接触件推压的接通完成位置;杠杆,其与支撑可动部件连结;杠杆轴,其将杠杆能够旋转地支撑;第1连结连杆,其能够旋转地与杠杆连结;第2连结连杆,其与第1连结连杆连结;柱塞,其能够旋转地与第2连结连杆连结;电磁铁,其在接通动作过程中使柱塞位移,使支撑可动部件从非接通位置经过接通开始位置而向接通完成位置位移;保持体,其发挥保持力,以将第2连结连杆相对于第1连结连杆的角度保持为第1设定角度;以及限制部件,其对第1连结连杆相对于杠杆的向下述方向的旋转进行限制,即,该方向是所述第1连结连杆相对于所述杠杆的角度变得比第2设定角度小的方向。
发明的效果
根据本发明所涉及的断路器,限制部件对第1连结连杆相对于杠杆的旋转进行限制,或使第2连结连杆相对于第1连结连杆的角度对抗保持体的保持力而变小,由此能够使针对杠杆的电磁致动器的投入力的作用点与杠杆轴接近。由此,能够与通过柱塞从后退位置向前进位置的位移而增大的电磁致动器的力相匹配地减小针对杠杆的转矩作用距离,能够使用与断路器的接通动作所需的转矩作用距离的变化相匹配的尺寸的电磁铁。由此,能够实现电磁铁的小型化。另外,在连杆机构内不易产生磨损,因此能够实现断路器的动作的稳定性的提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的断路器的结构图。
图2是示意地表示图1的断路器的要部的结构图。
图3是示意地表示图2的柱塞位于后退位置时的断路器的要部的结构图。
图4是示意地表示在图3的柱塞朝向前进位置位移的中途,支撑可动部件到达至接通开始位置时的断路器的要部的结构图。
图5是示意地表示在图4的柱塞朝向前进位置位移的中途,第1连结连杆碰到限制部件时的断路器的结构图。
图6是示意地表示图5的柱塞到达至前进位置,可动体在接通位置向固定接触件推压时的断路器的结构图。
图7是表示为了使图1的杠杆旋转而所需的负载转矩[N·mm]和从柱塞的后退位置至前进位置为止的行程[mm]之间的关系的曲线图。
图8是表示图1的电磁致动器产生的电磁吸引力[N]和从柱塞的后退位置至前进位置为止的行程[mm]之间的关系的曲线图。
图9是表示图1的杠杆的旋转所需的转矩作用距离和从柱塞的后退位置至前进位置为止的行程[mm]之间的关系的曲线图。
图10是对在图1的断路器的接通动作中产生的针对杠杆的转矩作用距离[mm]和在图1的断路器的接通动作中杠杆的旋转所需的转矩作用距离[mm]进行比较的曲线图。
图11是表示本发明的实施方式4所涉及的断路器的结构图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的断路器的结构图。另外,图2是示意地表示图1的断路器的要部的结构图。在图中,断路器1具有:作为基座的框体2;固定接触件3,其设置于框体2;导电性的可动体4,其与固定接触件3接触或从固定接触件3分离;电磁致动器5,其产生使可动体4位移的驱动力;以及连杆机构6,其使可动体4和电磁致动器5联动。固定接触件3、可动体4、电磁致动器5及连杆机构6配置于框体2内。
向框体2外分别露出的电源侧端子7及负载侧端子8相互分离而固定于框体2。在本例中,电源侧端子7配置于负载侧端子8的上方。电源侧端子7始终与固定接触件3电连接。
可动体4具有:可动片41;以及可动接触件42,其设置于可动片41。可动片41与连杆机构6连结。由此,可动体4对应于连杆机构6的动作而能够相对于框体2进行位移。
可动片41经由柔性导体43而与负载侧端子8连接。由此,可动接触件42始终与负载侧端子8电连接。可动接触件42与固定接触件3相对。可动体4在可动接触件42与固定接触件3接触的触点接触位置和可动接触件42从固定接触件3分离的触点分开位置之间,一边使柔性导体43弯曲、一边相对于固定接触件3及框体2能够进行位移。在断路器1中,可动体4到达至触点接触位置而将电源侧端子7与负载侧端子8电连接,如果可动体4从触点接触位置脱离而从固定接触件3分离,则电源侧端子7和负载侧端子8之间的电连接被断开。因此,可动接触件42在断路器1接通时与固定接触件3接触,在断路器1断开时从固定接触件3分开。
电磁致动器5具有:柱塞51;以及电磁铁52,其固定于框体2,使柱塞51相对于框体2位移。
柱塞51具有:可动铁心部53,其收容于电磁铁52内;以及凸出部54,其从可动铁心部53向电磁铁52外凸出。另外,柱塞51在凸出部54从电磁铁52以一定的凸出量凸出的前进位置、和与柱塞51位于前进位置时相比凸出部54从电磁铁52的凸出量变小的后退位置之间能够相对于框体2进行位移。在本例中,柱塞51在沿上下方向的直线上能够位移,柱塞51的前进位置与后退位置相比位于上方。另外,在本例中,对柱塞51的位移进行引导的例如引导部等设置于电磁铁52内。
电磁铁52具有:固定铁心55,其固定于框体2;以及接通用线圈56,其设置于固定铁心55。
固定铁心55具有限制部55a,该限制部55a在柱塞51到达至前进位置时承受可动铁心部53而对柱塞51的位移进行限制。固定铁心55的限制部55a和可动铁心部53之间的间隙在柱塞51位于后退位置时变得最大,随着柱塞51从后退位置朝向前进位置位移而变小。
通过进行向接通用线圈56的通电,从而电磁铁52在限制部55a产生对可动铁心部53进行吸引的电磁吸引力。柱塞51由于电磁铁52的电磁吸引力的产生,从后退位置向前进位置位移。另外,通过停止向接通用线圈56的通电,从而电磁铁52停止电磁吸引力的产生。由于电磁铁52的电磁吸引力消失,柱塞51通过例如自重等而从前进位置向后退位置位移。
连杆机构6具有:杠杆轴9,其设置于框体2;杠杆61,其支撑于杠杆轴9,以杠杆轴9为中心能够旋转;支撑轴10,其设置于框体2;支撑可动部件62,其支撑于支撑轴10,以支撑轴10为中心能够旋转;绝缘杆63,其分别与杠杆61及支撑可动部件62能够旋转地连结;连结体64,其分别与杠杆61及柱塞51能够旋转地连结;以及限制部件65,其对连结体64相对于杠杆61的旋转进行限制。杠杆轴9及支撑轴10设置于框体2,因此杠杆轴9及支撑轴10各自相对于固定接触件3的位置是固定的。
在连杆机构6中,与柱塞51的位移相应地,连结体64、杠杆61、绝缘杆63及支撑可动部件62进行位移。由此,连杆机构6通过柱塞51的向前进位置的位移,使可动体4向触点接触位置位移,通过柱塞51的向后退位置的位移,使可动体4向触点分开位置位移。
杠杆轴9在水平方向上配置于柱塞51和固定接触件3之间的位置。在杠杆轴9安装有杠杆61的中间部。在杠杆61的一端部设置有第1销11,在杠杆61的另一端部设置有第2销12。在本例中,杠杆轴9和第1销11之间的距离长于杠杆轴9和第2销12之间的距离。第1销11位于杠杆轴9的电磁致动器5侧,第2销12位于杠杆轴9的固定接触件3侧。第1销11的位置在水平方向上与柱塞51相比位于远离杠杆轴9的位置。连结体64相对于杠杆61能够以第1销11为中心进行旋转,绝缘杆63相对于杠杆61能够以第2销12为中心进行旋转。
支撑轴10在水平方向上配置于杠杆轴9和固定接触件3之间的位置。另外,支撑轴10与杠杆轴9平行地配置。支撑可动部件62的下端部能够旋转地设置于支撑轴10。
在支撑可动部件62的中间部设置有第3销13。可动体4相对于支撑可动部件62能够以第3销13为中心进行旋转。在第3销13设置有可动片41的下端部。在支撑可动部件62及可动片41各自的上端部之间配置有作为弹性体的压接弹簧66。可动片41的上端部经由压接弹簧66而与支撑可动部件62的上端部连接。由此,支撑可动部件62经由压接弹簧66及可动片41而与可动接触件42连接。压接弹簧66产生的弹性复原力的大小与可动片41相对于支撑可动部件62的旋转相应地变化。
可动体4通过以支撑轴10为中心的支撑可动部件62的旋转而在触点接触位置和触点分开位置之间进行位移。在可动体4从固定接触件3分离的状态下,可动体4相对于框体2而与支撑可动部件62一体地位移。在可动体4到达至触点接触位置的状态下,如果支撑可动部件62向与固定接触件3接近的方向旋转,则在支撑可动部件62和可动体4之间对压接弹簧66进行压缩,通过压接弹簧66的弹性复原力而将可动体4的可动接触件42向固定接触件3推压。
因此,支撑可动部件62通过以支撑轴10为中心的旋转,能够在下述位置之间进行位移,即,在断开时可动接触件42从固定接触件3分开的非接通位置、在接通时的接通动作过程中可动接触件42相对于固定接触件3的接触开始的接通开始位置、以及与接通开始位置相比接近可动片41及可动接触件42而将可动接触件42推压至固定接触件3的接通完成位置。支撑可动部件62通过按照非接通位置、接通开始位置及接通完成位置的顺序进行位移,从而与固定接触件3接近。
在本例中,在可动接触件42从固定接触件3分离的状态下,压接弹簧66在支撑可动部件62和可动片41之间预先以一定的力被压缩而储能。即,在本例中,将可动接触件42向固定接触件3推压的一定的初始载荷预先由压接弹簧66赋予。由此,在断路器1中,从可动接触件42与固定接触件3接触时,即,支撑可动部件62到达至接通开始位置时起,可动接触件42相对于固定接触件3的接触压力变强。在本例中,通过保持件阻止支撑可动部件62和可动片41之间的距离的扩大,由此保持压接弹簧66被压缩的状态,将初始载荷赋予给压接弹簧66。
绝缘杆63的一端部经由第2销12而与杠杆61连结,绝缘杆63的另一端部经由第3销13而与支撑可动部件62连结。绝缘杆63相对于杠杆61能够以第2销12为中心进行旋转,且相对于支撑可动部件62能够以第3销13为中心进行旋转。由此,杠杆61经由绝缘杆63能够位移地与支撑可动部件62连结。另外,绝缘杆63由例如树脂等电绝缘性高的材料构成。杠杆61通过绝缘杆63而从可动体4电绝缘。由此,防止在电源侧端子7和负载侧端子8之间流过的电流泄漏至杠杆61。
连结体64将杠杆61及柱塞51间连结。另外,连结体64具有:第1连结连杆641,其能够旋转地与杠杆61连结;第2连结连杆642,其与第1连结连杆641连结,能够旋转地与柱塞51的凸出部54连结;以及保持体643,其将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度。
第1连结连杆641的一端部经由第1销11而与杠杆61连结。第1连结连杆641相对于杠杆61能够以第1销11为中心进行旋转。在柱塞51的凸出部54设置有第4销14。第2连结连杆642的一端部经由第4销14而与柱塞51连结。第2连结连杆642相对于柱塞51能够以第4销14为中心进行旋转。第1连结连杆641及第2连结连杆642各自的另一端部经由第5销15而能够旋转地相互连结。
保持体643分别与第1连结连杆641及第2连结连杆642连接。作为保持体643,使用例如预先储能的弹簧或橡胶等弹性体。保持体643发挥保持力,以使得将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度。即,关于第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度,直至由绕第5销15作用的转矩而作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的力(下面,称为“连结连杆间作用力)”)到达一定的极限值为止,通过保持体643的保持力而保持为第1设定角度。另一方面,如果作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间作用力超过一定的极限值,则第2连结连杆642相对于第1连结连杆641对抗保持体643的保持力而旋转,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度由于保持体643的弹性变形而变化。在本例中,第1设定角度成为大于90度的钝角。此外,第1设定角度是180度以外的角度即可,可以是90度,可以是小于90度的锐角。
在可动接触件42从固定接触件3分离的状态,即,支撑可动部件62与接通开始位置相比位于非接通位置侧的状态下,连结连杆间作用力低于一定的极限值,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度。
另一方面,在支撑可动部件62到达接通开始位置而可动接触件42在触点接触位置处与固定接触件3接触后,通过柱塞51的向前进位置的位移而支撑可动部件62到达接通完成位置为止的过程中,作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间作用力超过一定的极限值,对抗保持体643的保持力而第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变得比第1设定角度小。即,在可动体4在触点接触位置处向固定接触件3被推压,支撑可动部件62到达接通完成位置,并且柱塞51到达前进位置的状态下,对抗保持体643的保持力而第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变得比第1设定角度小。
限制部件65配置于杠杆61和第1连结连杆641之间。在本例中,限制部件65以从杠杆61的侧面朝向第1连结连杆641凸出的状态固定于杠杆61。作为限制部件65,使用例如固定于杠杆61的凸起或销等。
另外,在支撑可动部件62到达接通开始位置而可动接触件42在触点接触位置与固定接触件3接触后,在通过柱塞51向前进位置的位移而支撑可动部件62到达接通完成位置为止的过程中,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则限制部件65承受第1连结连杆641。由此,限制部件65限制第1连结连杆641相对于杠杆61向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度小于第2设定角度的方向的旋转。在本例中,第2设定角度成为小于90度的锐角。此外,第2设定角度是180度以外的角度即可,可以是90度,也可以是大于90度的钝角。
即,在第1连结连杆641相对于杠杆61的角度大于第2设定角度时,第1连结连杆641能相对于杠杆61以第1销11为中心自由地旋转,但如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则通过限制部件65对第1连结连杆641向与杠杆61接近的方向的旋转、即第1连结连杆641向图1的逆时针的方向的旋转进行限制。由此,如果试图使第1连结连杆641向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度小于第2设定角度的方向相对于杠杆61进一步旋转,则一边将第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第2设定角度,一边第1连结连杆641与杠杆61一体地位移。
接下来,对断路器1的接通动作进行说明。图3是示意地表示图2的柱塞51位于后退位置时的断路器1的要部的结构图。图4是示意地表示在图3的柱塞51朝向前进位置位移的中途,支撑可动部件62到达至接通开始位置时的断路器1的要部的结构图。另外,图5是示意地表示在图4的柱塞51朝向前进位置位移的中途,第1连结连杆641碰到限制部件65时的断路器1的结构图。并且,图6是示意地表示在图5的柱塞51到达至前进位置而可动体4在触点接触位置向固定接触件3推压时的断路器1的结构图。
在柱塞51位于后退位置,支撑可动部件62位于非接通位置时,如图3所示,可动体4位于触点分开位置,可动接触件42从固定接触件3分离。即,在柱塞51位于后退位置时,断路器1的状态成为开极状态。
如果断路器1从外部收到接通指令,则电流流过接通用线圈56,接通用线圈56被励磁。如果接通用线圈56被励磁,则在电磁铁52产生将柱塞51的可动铁心部53向固定铁心55的限制部55a吸引的电磁吸引力。由此,从后退位置朝向上方的前进位置的力作用于柱塞51,作用于柱塞51的向上方的力从柱塞51传递至连结体64。此时,对抗柱塞51的位移的连杆机构6的负载仅是绕杠杆轴9、支撑轴10及第1~第4销11~14产生的连杆机构6的各要素61~64的少量的摩擦力。因此,此时,杠杆61绕杠杆轴9、支撑可动部件62绕支撑轴10、绝缘杆63绕第2销12及第3销13、连结体64绕第1销11及第4销14各自能够自由地旋转。即,在可动接触件42从固定接触件3分离时,电磁致动器5为了使连结体64位移而所需的力可以较小,连结体64、杠杆61、绝缘杆63及支撑可动部件62与柱塞51的位移相应地位移。
另外,在可动接触件42从固定接触件3分离时,柱塞51为了使连结体64位移而所需的力小,因此作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间作用力低于一定的极限值。因此,如果柱塞51从后退位置朝向前进位置位移,则第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持第1设定角度不变,连结体64相对于柱塞51及杠杆61各自一体地旋转。此时,连结体64向第1连结连杆641与杠杆61接近的方向、即以第1销11为中心向图3的逆时针的方向相对于杠杆61旋转。由此,杠杆61以杠杆轴9为中心向图3的顺时针的方向旋转,绝缘杆63相对于杠杆61向图3的逆时针的方向旋转,支撑可动部件62以支撑轴10为中心向图3的顺时针的方向旋转。由此,支撑可动部件62从非接通位置朝向接通开始位置位移,可动体4向与固定接触件3接近的方向与支撑可动部件62成为一体而位移。
此时,从柱塞51向杠杆61作用的力f1的方向是从第4销14朝向第1销11的方向、即成为图3的力f1的箭头的方向。另外,此时,力f1针对杠杆轴9作为转矩而作用的力线距离、即针对杠杆61的转矩作用距离,成为图3的距离L1、即第1销11和杠杆轴9之间的距离L1。
此后,如果柱塞51朝向前进位置进一步位移,则第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变小,同时杠杆61向图3的顺时针的方向进一步旋转。如果柱塞51的第4销14到达从基准线A起分离距离x1的位置,则如图4所示,支撑可动部件62到达接通开始位置,并且可动体4到达触点接触位置,可动接触件42与固定接触件3接触。此时,从柱塞51向杠杆61作用的力f1’的方向成为从第4销14朝向第1销11的方向、即成为图4的力f1’的箭头的方向。此后如果柱塞51还朝向前进位置进一步位移,则第1连结连杆641相对于杠杆61的角度进一步变小,同时杠杆61以杠杆轴9为中心向图4的顺时针的方向旋转,支撑可动部件62从接通开始位置朝向接通位置向与可动体4接近的方向位移。由此,压接弹簧66与杠杆61的旋转相应地在可动体4和支撑可动部件62之间被压缩。此时,与压接弹簧66的弹性复原力相对应的触点抵抗力向可动接触件42作用。由于对可动接触件42的触点抵抗力作为负载而产生,因此作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间作用力增加,但在此时刻,低于保持体643的保持力,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第1设定角度。
此后,如果柱塞51朝向前进位置位移而柱塞51的第4销14到达从基准线A起分离距离x2的位置,则第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,如图5所示,第1连结连杆641碰到限制部件65。此外,基准线A是表示柱塞51位于后退位置时的第4销14的位置的直线。由此,阻止第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度小,其结果,第1连结连杆641与杠杆61一体地旋转。另外,此时,连结连杆间作用力没有超过一定的极限值,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度通过保持体643而保持为第1设定角度。由此,第2连结连杆642也与第1连结连杆641一体地旋转。其结果,此时,将第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第2设定角度,且将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度,同时杠杆61、第1连结连杆641及第2连结连杆642成为一体而以杠杆轴9为中心进行旋转。因此,如果柱塞51的第4销14到达从基准线A分离距离x2的位置,第1连结连杆641碰到限制部件65,则从柱塞51向杠杆61作用的力的方向从图4的f1’的箭头的方向变化为图5的f2的箭头的方向、即柱塞51从后退位置朝向前进位置的方向。由此,来自柱塞51的针对杠杆61的力的作用点从第1销11的位置与杠杆轴9接近,力f2针对杠杆轴9作为转矩而作用的力线距离,变化为比图4的距离L1短的图5的距离L2。
此后,柱塞51进一步位移,如图6所示,柱塞51到达柱塞51的第4销14从基准线A起分离距离x3(x3>x2)的前进位置。此时,支撑可动部件62一边将压接弹簧66压缩、一边向与可动体4接近的方向旋转而到达接通完成位置。由此,将可动接触件42向固定接触件3推压的接触压力增大,确保可动接触件42相对于固定接触件3的接触压力。另外,作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间作用力随着柱塞51与前进位置接近而增加,直至柱塞51到达至前进位置为止超过保持体643的保持力。即,作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间作用力,随着支撑可动部件62从接通开始位置向接通完成位置接近而增加,直至支撑可动部件62到达至接通完成位置为止而超过保持体643的保持力。在本例中,在第1连结连杆641碰到限制部件65后,直至连结连杆间作用力超过保持体643的保持力为止的柱塞51及支撑可动部件62的位移距离短,如果第1连结连杆641碰到限制部件65,则连结连杆间作用力立即超过保持体643的保持力。如果连结连杆间作用力超过保持体643的保持力,则第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的旋转开始对抗保持体643的保持力,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变小。此时,第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转被限制部件65限制,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第2设定角度不变,因此杠杆61及第1连结连杆641以杠杆轴9为中心而一体地旋转。如果第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变小,则从柱塞51向杠杆61作用的力的方向从图5的f2的箭头的方向变化为图6的f3的箭头的方向、即从第4销14朝向第5销15的方向。由此,来自柱塞51的针对杠杆61的力的作用点进一步接近杠杆轴9,力f3针对杠杆轴9作为转矩而作用的力线距离,变化为比图5的距离L2短的图6的距离L3。
如果柱塞51到达前进位置,支撑可动部件62到达接通完成位置,则柱塞51的可动铁心部53与固定铁心55的限制部55a接触,断路器1的接通动作完成。在柱塞51到达前进位置,支撑可动部件62到达接通完成位置时,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度通过限制部件65而被保持为第2设定角度的状态下,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变得比第1设定角度小。另外,在柱塞51到达前进位置,支撑可动部件62到达至接通完成位置的状态下,第3销13位于经过杠杆轴9及第2销12的直线上的止点或止点的附近。
在这里,图7是表示为了使图1的杠杆61旋转而所需的负载转矩[N·mm]和从柱塞51的后退位置至前进位置为止的行程[mm]之间的关系的曲线图。另外,图8是表示图1的电磁致动器5产生的电磁吸引力[N]和从柱塞51的后退位置至前进位置为止的行程[mm]之间的关系的曲线图。此外,在图7及图8中,将柱塞51位于后退位置时示为断路器1的开极状态,将柱塞51位于前进位置时示为断路器1的接通状态。
为了使杠杆61旋转而所需的负载转矩,在柱塞51从后退位置朝向前进位置位移时,如图7所示,至可动接触件42与固定接触件3接触的时刻、即触点接触的时刻为止,成为由各自绕杠杆轴9、支撑轴10、第1~第4销11~14的各要素61~64的少量的摩擦力引起的大小,因此维持为一定的小值。如果支撑可动部件62到达接通开始位置,可动接触件42与固定接触件3接触,则与在压接弹簧66中储能的初始载荷相对应的触点抵抗力作为负载而产生,为了使杠杆61旋转而所需的负载转矩急剧地变大。在可动接触件42与固定接触件3接触后,直至柱塞51到达前进位置时为止,与杠杆61的旋转相应地支撑可动部件62以支撑轴10为中心进行旋转,因此虽然在压接弹簧66中储能的弹性复原力增加,但由杠杆61及绝缘杆63构成的肘杆机构接近止点,因此根据由肘杆机构产生的杠杆效应,杠杆61的旋转所需的负载转矩的大小急剧地向0接近。
另一方面,电磁致动器5的电磁铁52产生的电磁吸引力,如图8所示,与柱塞51的可动铁心部53和固定铁心55的限制部55a之间的距离成反比地急剧增加。因此,电磁铁52的电磁吸引力的大小在柱塞51到达前进位置的时刻变得最大。
如果基于杠杆61的旋转所需的负载转矩(图7)和由电磁铁52产生的电磁吸引力(图8)各自的特性,对杠杆61的旋转所需的转矩作用距离进行粗略计算,则成为图9所示的曲线图。图9是表示图1的杠杆61的旋转所需的转矩作用距离和从柱塞51的后退位置(开极状态)至前进位置(接通状态)为止的行程[mm]之间的关系的曲线图。
如图9所示,在柱塞51的位移从后退位置朝向前进位置开始的时刻,相对于作用于杠杆61的负载转矩,电磁铁的电磁吸引力小,因此对于杠杆61的旋转而需要一定程度大小的转矩作用距离。另外,在柱塞51的位移朝向前进位置开始后直至可动接触件42与固定接触件3接触为止的期间,杠杆61的旋转所需的负载转矩如图7所示是大致一定,电磁铁52产生的电磁吸引力如图8所示微増,因此杠杆61的旋转所需的转矩作用距离如图9所示,从柱塞51的位移开始时刻的距离起不断微减。在支撑可动部件62到达至接通开始位置,可动接触件42与固定接触件3接触的时刻,杠杆61的旋转所需的负载转矩如图6所示急剧地增加,因此杠杆61的旋转所需的转矩作用距离也急剧地增加。在可动接触件42与固定接触件3接触后,直至柱塞51到达至前进位置为止的期间,杠杆61的旋转所需的负载转矩的大小急剧地减少,并且由电磁铁52产生的电磁吸引力急剧地增加,因此杠杆61的旋转所需的转矩作用距离也随着柱塞51向前进位置接近而急剧地向0接近。
图10是对在图1的断路器1的接通动作中产生的针对杠杆61的转矩作用距离[mm]、和在图1的断路器1的接通动作中对于杠杆61的旋转而所需的转矩作用距离[mm]进行比较的曲线图。在图10中,将在断路器1的接通动作中产生的针对杠杆61的转矩作用距离由实线示出,将在断路器1的接通动作中对于杠杆61的旋转而所需的转矩作用距离由虚线示出。
如图10所示,在断路器1的接通动作中产生的针对杠杆61的转矩作用距离,从开始柱塞51的位移至经过支撑可动部件62到达接通开始位置而可动接触件42与固定接触件3接触的触点接触的时刻为止,成为大的距离L1。在经过触点接触的时刻后,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转被限制部件65限制,则针对杠杆61的转矩作用距离变换为比L1短的距离L2。此后,如果柱塞51朝向前进位置进一步位移,支撑可动部件62朝向接通完成位置进一步位移,则作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间力超过保持体643的保持力,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641旋转,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变得比第1设定角度小。由此,针对杠杆61的转矩作用距离变化为比L2更短的距离L3。此后,直至柱塞51到达前进位置,支撑可动部件62到达接通完成位置而断路器1的接通动作完成为止,通过连杆机构6的各要素的位移,虽然针对杠杆61的转矩作用距离少量地变化,但仍是大致与L3接近的值。因此,通过将根据限制部件65及保持体643而变化的转矩作用距离的特性与断路器1所需的转矩作用距离的特性相匹配地设定,从而能够针对断路器1的接通动作所需的转矩作用距离的特性而有效地利用电磁铁52的能力。
在如上所述的断路器1中,限制部件65对第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转进行限制,以使得第1连结连杆641相对于杠杆61的角度不小于第2设定角度,通过保持体643将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度,因此在柱塞51从后退位置向前进位置位移时,限制部件65对第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转进行限制,或第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变小,由此能够使电磁致动器5针对杠杆61的接通力的作用点与杠杆轴9接近。即,根据连杆机构6的各要素61~65的配置、由限制部件65进行限制的第2设定角度、保持体643的保持力的设计,能够使接通动作中的由电磁致动器5产生的投入力的作用点大幅且自由地变化,而不依赖于柱塞51的行程。由此,能够与由于柱塞51的从后退位置向前进位置的位移而增大的电磁致动器5的投入力相匹配,减小针对杠杆61的转矩作用距离,能够在断路器1的接通动作中有效地利用电磁铁52的电磁吸引力。因此,能够使用与断路器1的接通动作所需的转矩作用距离的变化相匹配的尺寸的电磁铁52,能够实现电磁铁52的小型化及低成本化。另外,在连杆机构6中不易产生与摩擦相伴的磨损,因此与断路器1的接通动作的次数无关地能够维持稳定的负载特性,能够实现断路器1的动作的稳定性的提高,并且能够使断路器1的耐久性的管理变得容易。
另外,第1连结连杆641及第2连结连杆642经由第5销15而能够旋转地相互连结,保持体643分别与第1连结连杆641及第2连结连杆642连接,因此能够容易地对第1连结连杆641、第2连结连杆642及保持体643进行组装,能够使连结体64的制造变得容易。
此外,在上述的例子中,在断路器1的接通动作中,在可动接触件42与固定接触件3接触后、即支撑可动部件62与接通开始位置相比接近接通完成位置后,第1连结连杆641碰到限制部件65,但也可以在可动接触件42与固定接触件3接触前、即支撑可动部件62与接通开始位置相比位于非接通位置侧时,使第1连结连杆641碰到限制部件65而对第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转进行限制。
在可动接触件42与固定接触件3接触前、即支撑可动部件62与接通开始位置相比位于非接通位置侧时第1连结连杆641碰到限制部件65的情况下,断路器1的接通动作如下所述。
即,如果柱塞51从后退位置朝向前进位置位移,则直至第1连结连杆641碰到限制部件65为止,与上述的例子同样地,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度不变,连结体64、杠杆61、绝缘杆63及支撑可动部件62与柱塞51的位移相应地位移,可动体4朝向触点接触位置进行位移。此时,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度与柱塞51的位移相应地不断变小。另外,此时,从柱塞51向杠杆61作用的力的方向,成为从第4销14朝向第1销11的方向,针对杠杆61的转矩作用距离成为第1销11和杠杆轴9之间的距离L1。
此后,如果柱塞51朝向前进位置进一步位移,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则在支撑可动部件62到达接通开始位置前,第1连结连杆641碰到限制部件65。由此,阻止第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度小,其结果,第1连结连杆641与杠杆61一体地旋转。另外,此时,连结连杆间作用力没有超过一定的极限值,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度通过保持体643而保持为第1设定角度。即,如果第1连结连杆641碰到限制部件65,则将第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第2设定角度,且将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度,同时杠杆61、第1连结连杆641及第2连结连杆642成为一体而以杠杆轴9为中心进行旋转。因此,此时,从柱塞51向杠杆61作用的力的方向,变化为柱塞51从后退位置朝向前进位置的方向,针对杠杆61的转矩作用距离也变化为比距离L1短的距离L2。
此后,如果柱塞51朝向前进位置进一步位移,则支撑可动部件62到达接通开始位置,可动体4到达触点接触位置。由此,可动接触件42与固定接触件3接触。此后,柱塞51朝向前进位置进一步位移,支撑可动部件62从接通开始位置朝向接通完成位置位移,由此与在压接弹簧66中储能的初始载荷相对应的触点抵抗力作为负载而产生,作用于第1连结连杆641及第2连结连杆642间的连结连杆间作用力增加。如果连结连杆间作用力超过保持体643的保持力,则对抗保持体643的保持力而第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的旋转开始,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变小。此时,杠杆61及第1连结连杆641以杠杆轴9为中心一体地旋转。如果第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变小,则从柱塞51向杠杆61作用的力的方向,变换为从第4销14朝向第5销15的方向,针对杠杆61的转矩作用距离也变化为比距离L2短的距离L3。
此后,柱塞51移动至前进位置。此时,第2连结连杆642对抗保持体643的保持力而相对于第1连结连杆641进一步旋转,同时杠杆61及第1连结连杆641以杠杆轴9为中心一体地旋转,绝缘杆63与杠杆61的旋转相应地位移。由此,支撑可动部件62与绝缘杆63的位移相应地,朝向接通完成位置而向与可动体4接近的方向以支撑轴10为中心进行旋转,压接弹簧66在可动体4和支撑可动部件62之间被压缩。由此,将可动接触件42向固定接触件3推压的接触压力增大,确保可动接触件42相对于固定接触件3的接触压力。
如上所述,即使设为在可动接触件42与固定接触件3接触前、即支撑可动部件62与接通开始位置相比位于非接通位置侧时使第1连结连杆641碰到限制部件65,也能够在柱塞51从后退位置向前进位置位移时,减小针对杠杆61的转矩作用距离。由此,能够与通过柱塞51从后退位置向前进位置的位移而增大的电磁致动器5的投入力相匹配地减小针对杠杆61的转矩作用距离,能够在断路器1的接通动作中有效地利用电磁铁52的电磁吸引力。
实施方式2.
在实施方式2中,限制部件65由弹性部件构成。作为限制部件65,使用例如弹簧或橡胶等。限制部件65以通过未图示的保持件进行压缩而弹性变形的状态设置于杠杆61。由此,在限制部件65中,储能有超过将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度的保持体643的保持力的初始载荷。在连杆机构6中,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则限制部件65承受第1连结连杆641,对第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转进行限制。其他结构及动作与实施方式1相同。
在本实施方式的接通动作中,在柱塞51朝向前进位置位移时,直至第1连结连杆641碰到限制部件65为止,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度通过保持体643的保持力而保持为第1设定角度不变,第1连结连杆641相对于杠杆61自由地旋转。
如果第1连结连杆641碰到限制部件65,则将第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第2设定角度不变,杠杆61及第1连结连杆641以杠杆轴9为中心一体地旋转。此时,限制部件65是弹性部件,因此限制部件65通过限制部件65的弹性变形而对从第1连结连杆641受到的冲击进行吸收。另外,此时,从柱塞51向杠杆61作用的力的方向与实施方式1同样地,从图4的力f1’的箭头的方向,向图5的力f2的箭头的方向变化。并且,此时,来自柱塞51的力针对杠杆轴9作为转矩作用的力线距离、即杠杆61的转矩作用距离也从图4的距离L1变化为图5的距离L2。
此后,随着柱塞51与前进位置接近,支撑可动部件62向与可动体4接近的方向旋转,由此针对可动接触件42的触点抵抗力作为连杆机构6的负载而增加。此时,第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转力不超过限制部件65的初始载荷,作用于第1连结连杆641和第2连结连杆642之间的连结连杆间作用力超过保持体643的保持力。由此,此时,通过限制部件65将第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第2设定角度不变,杠杆61及第1连结连杆641以杠杆轴9为中心进行旋转,另一方面,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641进行旋转,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变小。由此,此时,来自柱塞51的向杠杆61作用的力的方向与实施方式1同样地,从图5的力f2的箭头的方向,向图6的力f3的箭头的方向变化。另外,此时,来自柱塞51的力针对杠杆轴9作为转矩而作用的力线距离,即杠杆61的转矩作用距离也从图5的距离L2变化为图6的距离L3。
在如上所述的断路器1中,限制部件65是弹性部件,超过对第1设定角度进行保持的保持体643的保持力的初始载荷储能在限制部件65中,因此能够通过限制部件65弹性地对第1连结连杆641相对于杠杆61的角度进行限制,能够缓和在第1连结连杆641碰到限制部件65时产生的冲击力及噪音。由此,能够缓和断路器1的动作中的针对杠杆61及第1连结连杆641的冲击力,能够使杠杆61及第1连结连杆641的所需强度降低。因此,能够进一步实现断路器1的小型化。
实施方式3.
在实施方式1及2中,限制部件65固定于杠杆61,但也可以将限制部件65沿杠杆61的长度方向能够滑动地设置于杠杆61。在本实施方式中,限制部件65在通常位置和与通常位置相比接近杠杆轴9的工作位置之间,能够相对于杠杆61滑动。本实施方式的限制部件65的材料与实施方式1的限制部件65相同。另外,限制部件65相对于杠杆61通过未图示的弹簧等弹性体的弹性复原力而保持于通常位置。并且,限制部件65通过将对抗弹性体的弹性复原力的力施加于限制部件65而相对于杠杆61能够从通常位置向工作位置滑动。
限制部件65在相对于杠杆61而保持于工作位置时,对第1连结连杆641相对于杠杆61的向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度小的方向的旋转进行限制。另外,在限制部件65位于通常位置时,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为大于第2设定角度的第3设定角度,则第1连结连杆641碰到限制部件65。另外,在第1连结连杆641碰到限制部件65的状态下,第1连结连杆641对抗弹性体的弹性复原力而按压限制部件65,使限制部件65相对于杠杆61从通常位置向工作位置进行滑动,由此第1连结连杆641相对于杠杆61向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第3设定角度小的方向进行旋转。其他结构与实施方式1相同。
接下来,对动作进行说明。在断路器1成为开极状态时,第1连结连杆641从限制部件65分离,并且限制部件65通过弹性体的弹性复原力而保持于通常位置。在断路器1进行接通动作时,柱塞51从后退位置朝向前进位置位移,由此支撑可动部件62从非接通位置朝向接通开始位置位移。如果支撑可动部件62到达接通开始位置,则可动体4到达触点接触位置,可动接触件42与固定接触件3接触。此时,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第3设定角度大,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度通过保持体643而保持为第1设定角度。
如果在支撑可动部件62到达至接通开始位置后,柱塞51朝向前进位置进一步位移,则支撑可动部件62从接通开始位置朝向接通完成位置进行位移,压接弹簧66被压缩而向可动接触件42作用触点抵抗力。由此,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第3设定角度而第1连结连杆641碰到限制部件65,并且第2连结连杆641相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变得比第1设定角度小。
此后,如果使柱塞51朝向前进位置进一步位移,使第1连结连杆641相对于杠杆61向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第3设定角度小的方向进一步旋转,则限制部件65对抗弹性体的弹性复原力,通过从第1连结连杆641受到的反作用力而从通常位置朝向工作位置开始位移。此时,如果由第1连结连杆641对限制部件65进行按压的载荷成为超过对第1设定角度进行保持的保持体643的保持力的载荷,则限制部件65从通常位置向工作位置的位移开始。
如果限制部件65从通常位置朝向工作位置开始位移,则第1连结连杆641与限制部件65的位移相应地,相对于杠杆61向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第3设定角度小的方向进行旋转,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则限制部件65到达工作位置。如果限制部件65到达工作位置,则限制部件65的位移停止。由此,阻止第1连结连杆641相对于杠杆61的向下述方向的旋转,即,该方向是第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度小的方向。
从柱塞51向杠杆61作用的力的方向,在第1连结连杆641相对于杠杆61的角度从第3设定角度成为第2设定角度为止的期间,与实施方式1同样地,从图4的力f1’的箭头的方向,向图5的力f2的箭头的方向变化。此时,在本实施方式中,限制部件65通过从第1连结连杆641受到的反作用力而从通常位置向工作位置位移,因此力f1’的方向及大小不会急剧地变化,朝向力f2的方向及大小而连续且平缓地变化。
此后,随着柱塞51与前进位置接近,支撑可动部件62朝向接通完成位置进行位移,由此针对可动接触件42的触点抵抗力作为连杆机构6的负载而增加。此时,在限制部件65相对于杠杆61保持于工作位置的状态下,限制部件65承受第1连结连杆641。另外,此时,作用于第1连结连杆641和第2连结连杆642之间的连结连杆间作用力超过保持体643的保持力。由此,此时,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度维持为第2设定角度不变,杠杆61及第1连结连杆641以杠杆轴9为中心一体地旋转,并且第2连结连杆642相对于第1连结连杆641进行旋转,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变小。因此,此时,从柱塞51向杠杆61作用的力的方向从图5的力f2的箭头的方向,向图6的力f3的箭头的方向连续地变化。另外,此时,来自柱塞51的力针对杠杆轴9作为转矩而作用的力线距离,即杠杆61的转矩作用距离,也从图5的距离L2连续地变化为图6的距离L3。
在如上所述的断路器1中,限制部件65在通常位置和与通常位置相比接近杠杆轴9的工作位置之间能够相对于杠杆61进行滑动,因此在第1连结连杆641相对于杠杆61向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变小的方向进行旋转时,能够一边对限制部件65进行按压而相对于杠杆61进行滑动,一边使第1连结连杆641相对于杠杆61进行旋转,能够使从柱塞51向杠杆61作用的力的方向及大小缓和且连续地变化。由此,能够进一步减少针对第1连结连杆641碰到限制部件65后的电磁铁52所需的负载的特性而所需的能量。因此,能够实现电磁铁52的小型化,能够进一步实现断路器1的小型化。
此外,在上述的例子中,作为限制部件65而使用与实施方式1相同的限制部件,但也可以将作为实施方式2的限制部件使用的弹性部件用作本实施方式的限制部件65。
实施方式4.
图11是表示本发明的实施方式4所涉及的断路器1的结构图。第1连结连杆641及第2连结连杆642没有直接连结,而是经由弯曲为U字状的保持体643相互连结。作为保持体643,使用例如板簧等。在本例中,保持体643的厚度比第1连结连杆641及第2连结连杆642各自的厚度薄,保持体643与第1连结连杆641及第2连结连杆642相比容易弹性变形。另外,在本例中,由作为一体成型体的单一材料构成连结体64。第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度通过保持体643而保持为第1设定角度。其他结构及动作与实施方式1相同。
在本实施方式的接通动作中,在柱塞51朝向前进位置位移时,直至第1连结连杆641碰到限制部件65为止,从柱塞51向杠杆61作用的力的方向,成为从保持体643的弯折部分朝向第1销11的方向。
如果第1连结连杆641碰到限制部件65,则从柱塞51向杠杆61作用的力的方向,变化为柱塞51从后退位置朝向前进位置的方向,针对杠杆61的转矩作用距离变短。此后,直至作用于第1连结连杆641和第2连结连杆642之间的连结连杆间作用力超过保持体643的保持力为止,将第1连结连杆641相对于杠杆61的角度保持为第2设定角度,且将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度不变,杠杆61及连结体64一体地以杠杆轴9为中心进行旋转。
如果作用于第1连结连杆641和第2连结连杆642之间的连结连杆间作用力超过保持体643的保持力,则保持体643一边向保持体643的弯折角度变小的方向弹性变形,一边使第2连结连杆642相对于第1连结连杆641旋转。由此,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗保持体643的保持力而变得比第1设定角度小。此时,从柱塞51向杠杆61作用的力的方向,向从第4销14朝向保持体643的弯折部分的方向变化,针对杠杆61的转矩作用距离进一步变短。
在如上所述的断路器1中,第1连结连杆641及第2连结连杆642经由保持体643相互连结,因此能够消除用于将第1连结连杆641和第2连结连杆642连结的销。由此,能够减少连杆机构6的部件个数,能够实现连杆机构6的组装作业的工作量的减轻。另外,能够减少由第5销15相对于第1连结连杆641及第2连结连杆642的摩擦引起的损耗,能够将来自柱塞51的力通过连杆机构6向可动体4高效地传递。
此外,在上述的例子中,连结体64由单一材料构成,但也可以将第1连结连杆641、第2连结连杆642及保持体643由不同部件构成。在该情况下,保持体643通过例如焊接或螺钉等而固定于第1连结连杆641及第2连结连杆642。
另外,在上述的例子中,第1连结连杆641及第2连结连杆642经由保持体643连结的结构应用于实施方式1的连结体64,但也可以将第1连结连杆641及第2连结连杆642经由保持体643连结的结构应用于实施方式2或3的连结体64。
实施方式5.
在实施方式4中,作为保持体643而使用板簧,但也可以将锁止机构及弹性体组合得到构造体用作保持体643。
即,保持体643具有:锁止机构和作为弹性体的辅助弹簧。锁止机构具有:主体部件,其设置于第2连结连杆642;凸轮部件,其能够位移地设置于第1连结连杆641,与主体部件钩挂;以及锁止弹簧,其在与主体部件钩挂的状态下将凸轮部件保持于第1连结连杆641。主体部件及凸轮部件成为刚体。凸轮部件从第1连结连杆641朝向限制部件65凸出。在第1连结连杆641相对于杠杆61的角度大于第2设定角度时,成为凸轮部件与主体部件钩挂的状态,第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度。第1连结连杆641相对于杠杆61向下述方向旋转,该方向是第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变小的方向,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则在锁止机构中,凸轮部件被限制部件65按压,由此凸轮部件从主体部件脱离。由此,容许第1连结连杆641相对于杠杆61向下述方向旋转,该方向是第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度小的方向。
辅助弹簧设置于第1连结连杆641及第2连结连杆642之间。另外,辅助弹簧产生弹性复原力,该弹性复原力对抗第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的向第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变得比第1设定角度小的方向的旋转。如果第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度对抗辅助弹簧的弹性复原力而变得比第1设定角度小,则柱塞51的力从第2连结连杆642经由辅助弹簧而传递至第1连结连杆641。即,保持体643的保持力在第1连结连杆641相对于杠杆61的角度大于第2设定角度时,成为通过锁止机构将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度牢固地保持为第1设定角度的大小,但如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则通过锁止机构实现的保持消失,因此变弱。其他结构与实施方式1相同。
在断路器1的接通动作中,随着柱塞51从后退位置朝向前进位置位移,第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变小。此后,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则第1连结连杆641碰到限制部件65。此时,锁止机构的凸轮部件对限制部件65进行按压而凸轮部件从主体部件脱离。由此,能够实现第1连结连杆641相对于杠杆61的向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度小的方向的旋转。此后,柱塞51朝向前进位置进一步位移,由此第2连结连杆642对抗辅助弹簧的弹性复原力而相对于第1连结连杆641向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度小的方向进行旋转。
另一方面,在断路器1的断开动作中,如果柱塞51从前进位置朝向后退位置位移,则第2连结连杆642相对于第1连结连杆641向第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变大的方向进行旋转,第1连结连杆641相对于杠杆61向第1连结连杆641相对于杠杆61的角度变得比第2设定角度大的方向进行旋转。由此,锁止机构的凸轮部件从限制部件65脱离,锁止机构的状态恢复为凸轮部件与主体部件钩挂的状态。如果锁止机构的状态恢复为凸轮部件与主体部件钩挂的状态,则第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度再次保持为第1设定角度。其他动作与实施方式1相同。
在如上所述的断路器1中,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则保持体643的保持力变弱,因此在第1连结连杆641相对于杠杆61的角度大于第2设定角度时,将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度保持为第1设定角度,如果第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度,则能够将第2连结连杆642相对于第1连结连杆641的角度变得比第1设定角度小。由此,与实施方式1同样地,能够与通过柱塞51从后退位置向前进位置的位移而增大的电磁致动器5的投入力相匹配地,减小针对杠杆61的转矩作用距离,能够在断路器1的接通动作中有效地利用电磁铁52的电磁吸引力,能够实现电磁铁52的小型化及低成本化。
此外,在实施方式1、2、4及5中,限制部件65固定于杠杆61,但只要能对第1连结连杆641相对于杠杆61的旋转进行限制,则并不限定于此。例如,可以将限制部件65固定于第1连结连杆641,也可以将限制部件65能够旋转地设置于杠杆轴9,在第1连结连杆641相对于杠杆61的角度成为第2设定角度时使限制部件65啮入杠杆61和第1连结连杆641之间。
另外,在上述各实施方式中,电磁铁52具有固定铁心55及接通用线圈56,但并不限定于此。例如,电磁铁52可以在固定铁心55及接通用线圈56的基础上具有断开用线圈,该断开用线圈产生使柱塞51向与接通用线圈56的反方向的电磁吸引力、即从前进位置向后退位置位移的电磁吸引力。根据如上所述,能够更可靠地使柱塞51从前进位置向后退位置位移,能够更可靠地进行断路器1的断开动作。另外,例如,电磁铁52也可以在固定铁心55及接通用线圈56的基础上具有永磁铁,该永磁铁产生在停止向接通用线圈56的通电后将柱塞51保持于前进位置的磁力。根据如上所述,能够在停止向接通用线圈56的通电的状态下将柱塞51保持于前进位置,能够提高节能的效果。并且,可以将固定铁心55、接通用线圈56、断开用线圈及永磁铁组合而构成电磁铁52。
标号的说明
1断路器,2框体(基座),3固定接触件,4可动体,5电磁致动器,6连杆机构,9杠杆轴,10支撑轴,15第5销,42可动接触件,51柱塞,52电磁铁,61杠杆,64连结体,65限制部件,641第1连结连杆,642第2连结连杆,643保持体。

Claims (7)

1.一种断路器,其具有:
固定接触件;
可动接触件,其在接通时与所述固定接触件接触,在断开时从所述固定接触件分开;
支撑可动部件,其与所述可动接触件连接,能够在下述位置之间位移,即,在所述断开时所述可动接触件从所述固定接触件分开的非接通位置、在所述接通时的接通动作过程中所述可动接触件相对于所述固定接触件的接触开始的接通开始位置、以及与所述接通开始位置相比接近所述可动接触件而将所述可动接触件向所述固定接触件推压的接通完成位置;
杠杆,其与所述支撑可动部件连结;
杠杆轴,其能够旋转地支撑所述杠杆;
第1连结连杆,其能够旋转地与所述杠杆连结;
第2连结连杆,其与所述第1连结连杆连结;
柱塞,其能够旋转地与所述第2连结连杆连结;
电磁铁,其在所述接通动作过程中使所述柱塞位移,使所述支撑可动部件从所述非接通位置经过所述接通开始位置而向所述接通完成位置位移;
保持体,其发挥保持力,以将所述第2连结连杆相对于所述第1连结连杆的角度保持为第1设定角度;以及
限制部件,其对所述第1连结连杆相对于所述杠杆的向下述方向的旋转进行限制,即,该方向是所述第1连结连杆相对于所述杠杆的角度变得比第2设定角度小的方向。
2.根据权利要求1所述的断路器,其中,
如果所述支撑可动部件与所述接通开始位置相比接近所述接通完成位置,则所述限制部件对所述第1连结连杆相对于所述杠杆的向下述方向的旋转进行限制,该方向是所述第1连结连杆相对于所述杠杆的角度变得比第2设定角度小的方向。
3.根据权利要求1所述的断路器,其中,
所述第1连结连杆及所述第2连结连杆经由销而相互能够旋转地连结,
所述保持体分别与所述第1连结连杆及所述第2连结连杆连接。
4.根据权利要求1所述的断路器,其中,
所述第1连结连杆及所述第2连结连杆经由所述保持体而相互连结。
5.根据权利要求1所述的断路器,其中,
如果所述第1连结连杆相对于所述杠杆的角度成为所述第2设定角度,则所述保持体的所述保持力变弱。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的断路器,其中,
在所述支撑可动部件位于所述接通完成位置时,所述第1连结连杆相对于所述杠杆的角度成为所述第2设定角度,且所述第2连结连杆相对于所述第1连结连杆的角度变得比所述第1设定角度小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的断路器,其中,
所述限制部件是弹性部件,该弹性部件储能有超过对所述第1设定角度进行保持的所述保持体的保持力的初始载荷。
CN201780006094.5A 2016-01-14 2017-01-12 断路器 Active CN108475599B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-005170 2016-01-14
JP2016005170 2016-01-14
PCT/JP2017/000740 WO2017122710A1 (ja) 2016-01-14 2017-01-12 遮断器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108475599A true CN108475599A (zh) 2018-08-31
CN108475599B CN108475599B (zh) 2020-12-04

Family

ID=59311083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780006094.5A Active CN108475599B (zh) 2016-01-14 2017-01-12 断路器

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6489565B2 (zh)
KR (1) KR101994058B1 (zh)
CN (1) CN108475599B (zh)
WO (1) WO2017122710A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019038813A1 (ja) * 2017-08-21 2019-02-28 三菱電機株式会社 電磁操作機構および遮断器
WO2019077754A1 (ja) * 2017-10-20 2019-04-25 三菱電機株式会社 遮断器
JP6858932B1 (ja) * 2020-02-10 2021-04-14 三菱電機株式会社 回路遮断器
KR102248495B1 (ko) * 2020-02-12 2021-05-04 송기현 저자력 영구자석 액츄에이터

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1253371A (zh) * 1998-07-29 2000-05-17 施耐德电器工业公司 具有高电力强度和断路能力的电路断路器
CN1564292A (zh) * 2004-04-19 2005-01-12 西安交通大学 一种基于强制气流吹弧的低压限流断路器
JP4951597B2 (ja) * 2008-08-11 2012-06-13 株式会社日立製作所 遮断器
CN103674508A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 施耐德电器工业公司 评估开关设备机械性能的方法及实施该方法的开关设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4578433B2 (ja) 2005-07-21 2010-11-10 三菱電機株式会社 遮断器
JP5275301B2 (ja) * 2010-08-12 2013-08-28 株式会社日立製作所 気中遮断器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1253371A (zh) * 1998-07-29 2000-05-17 施耐德电器工业公司 具有高电力强度和断路能力的电路断路器
CN1564292A (zh) * 2004-04-19 2005-01-12 西安交通大学 一种基于强制气流吹弧的低压限流断路器
JP4951597B2 (ja) * 2008-08-11 2012-06-13 株式会社日立製作所 遮断器
CN103674508A (zh) * 2012-09-10 2014-03-26 施耐德电器工业公司 评估开关设备机械性能的方法及实施该方法的开关设备

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017122710A1 (ja) 2018-05-10
CN108475599B (zh) 2020-12-04
WO2017122710A1 (ja) 2017-07-20
KR101994058B1 (ko) 2019-09-30
KR20180090862A (ko) 2018-08-13
JP6489565B2 (ja) 2019-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108475599A (zh) 断路器
CN1092392C (zh) 电磁开关装置
CN107895675A (zh) 适用于电磁继电器的接触头结构
CN104282496B (zh) 电接触器
CN102903576B (zh) 磁保持继电器的簧片开关组件
CN108140506A (zh) 用于电开关的接触装置以及电开关
CN103650085A (zh) 用于开关装置的驱动器
JP2015028867A (ja) 開閉器
TW201537606A (zh) 閂鎖型電磁繼電器
CN207587618U (zh) 真空断路器的分合闸装置
CN207381337U (zh) 一种改良式继电器
CN106796858A (zh) 接点开闭装置
US20140043116A1 (en) Switch Linkage Mechanism and Large Current Breaker Switch Using The Same
CN104241006A (zh) 一种隔离开关
CN102129941A (zh) 电路断路器
CN100483595C (zh) 簧片式转轴卡住机构
TWM485492U (zh) 閂鎖型電磁繼電器
CN202930330U (zh) 磁保持继电器的簧片开关组件
CN106961055B (zh) 一种设有地线通断装置的漏电保护插头
CN202183312U (zh) 一种导电触头弹簧触指式连接装置
CN107210160A (zh) 继电器
CN101814386B (zh) 冰箱门开关
CN101256921A (zh) 故障电流保护开关
CN105448580B (zh) 一种高压真空断路器及其单极
CN113205975B (zh) 一种智能断路器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant