CN111919276A - 电路切断装置 - Google Patents
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Abstract
本公开的目的在于,在产生了电弧的情况下,实现电弧的迅速的灭弧。电路切断装置(100)包括固定端子(1)、可动触头(3)、移动机构、点火器(51)和收纳室(70)。固定端子(1)具有固定触点(11)。可动触头(3)具有与固定触点(11)连接的可动触点(31)。移动机构使可动触头(3)从可动触点(31)与固定触点(11)连接的闭合位置向可动触点(31)与固定触点(11)分离的断开位置移动。点火器(51)通过燃烧而产生气体。收纳室(70)收纳固定触点(11)和可动触头(3)。在电路切断装置(100)中,气体向收纳室(70)导入。
Description
技术领域
本公开通常而言涉及一种电路切断装置,更详细而言涉及一种将流动有电流的电路切断的电路切断装置。
背景技术
专利文献1公开了一种断路器,其意在安装于汽车、特别是电动车辆上,包括烟火式致动器(pyrotechnic actuator)。
专利文献1的断路器包括导电体、外壳、冲击模、冲头和烟火式致动器。
外壳的局部被导电体横穿,导电体的端部形成断路器用的两个连接端子。冲击模和冲头配置于导电体的两侧(上侧和下侧)。
烟火式致动器在被点火时使冲头从第1位置向第2位置移动。冲头和冲击模在冲头从第1位置向第2位置移动时使导电体断裂(分割)。冲头具备槽。在冲头位于第2位置的状态下,冲头的槽与冲击模卡合,由此,外壳内的空间被分割开,形成两个切断室。
在冲头从第1位置向第2位置前进而切断导电体时,会形成电弧。该电弧在切断室和冲头的槽的底部之间的通路行进。在通路的附近设有会因电弧所导致的烧蚀而释放出来的材料,以使电弧的电压增大。
在断路器等切断装置中,期望使电弧迅速地灭弧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2017-507469号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开是鉴于上述缘由而完成的,其目的在于提供一种在产生了电弧的情况下能够实现电弧的迅速的灭弧的电路切断装置。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案的电路切断装置包括固定端子、可动触头、移动机构、点火器和收纳室。所述固定端子具有固定触点。所述可动触头具有与所述固定触点连接的可动触点。所述移动机构使所述可动触头从闭合位置向断开位置移动。所述闭合位置是所述可动触点与所述固定触点接触时的所述可动触头的位置。所述断开位置是所述可动触点与所述固定触点分离时的所述可动触头的位置。所述点火器通过燃烧而产生气体。所述收纳室收纳所述固定触点和所述可动触头。在所述电路切断装置中,所述气体导入所述收纳室。
本公开的另一技术方案的电路切断装置包括固定端子、可动触头、励磁线圈和移动机构。所述固定端子具有固定触点。所述可动触头具有与所述固定触点连接的所述可动触点。所述点火器通过燃烧而产生气体。所述励磁线圈使所述可动触头从所述可动触点与所述固定触点连接的闭合位置向所述可动触点与所述固定触点分离的第1断开位置移动。所述移动机构使所述可动触头向所述可动触点与所述固定触点分离的第2断开位置移动。
发明的效果
采用本公开,能够在产生了电弧的情况下,实现电弧的迅速的灭弧。
附图说明
图1是本公开的实施方式1的电路切断装置的剖视图。
图2是上述电路切断装置的主要部分的立体图。
图3是上述电路切断装置的与图1正交的方向的剖视图。
图4是上述电路切断装置所包括的烟火致动器的剖视图。
图5是用于对包括上述电路切断装置的电源系统进行说明的回路图。
图6是上述电路切断装置的动作中途的剖视图。
图7是上述电路切断装置的动作后的剖视图。
图8的A~图8的C是用于对在上述电路切断装置中在气体的作用下电弧伸展的情况进行说明的图。
图9是实施方式1的一变形例的电路切断装置的剖视图。
图10是上述电路切断装置的动作后的剖视图。
图11是实施方式2的电路切断装置的剖视图。
图12是上述电路切断装置的动作后的剖视图。
图13是实施方式2的变形例1的电路切断装置的侧视图。
图14是上述电路切断装置的从与图13正交的方向观察的侧视图。
图15是上述电路切断装置的动作后的侧视图。
图16是实施方式2的变形例2的电路切断装置的剖视图。
图17是上述电路切断装置的可动触头的立体图。
图18是实施方式2的变形例3的电路切断装置的剖视图。
图19是具体例1的电路切断装置的剖视图。
图20是上述电路切断装置的关闭状态的剖视图。
图21是上述电路切断装置的动作后的剖视图。
图22是具体例2的电路切断装置的剖视图。
图23是上述电路切断装置的关闭状态的剖视图。
图24是具体例3的电路切断装置的剖视图。
图25是上述电路切断装置的动作后的剖视图。
图26是具体例4的电路切断装置的剖视图。
图27是上述电路切断装置的关闭状态的剖视图。
图28是上述电路切断装置的动作后的剖视图。
图29是具体例5的电路切断装置的剖视图。
图30是上述电路切断装置的关闭状态的剖视图。
图31是上述电路切断装置的动作后的剖视图。
具体实施方式
以下说明的实施方式和变形例仅是本公开的一例。本公开并不限定于实施方式和变形例,即使是该实施方式和变形例以外,只要在不脱离本公开的技术思想的范围内,就也能够根据设计等进行各种变更。另外,在下述的实施方式和变形例中说明的各图是示意的图,图中的各构成要素的大小和厚度各自的比不一定反映实际的尺寸比。
(1)实施方式1
使用图1~图7,对实施方式1的电路切断装置(电流切断装置)100进行说明。
(1.1)概要
如图1所示,实施方式1的电路切断装置100包括第1固定端子(固定端子)1、第2固定端子2、可动触头(可动端子)3、保持部4、烟火致动器5和收纳室70。
第1固定端子1具有第1固定触点(固定触点)11。第1固定端子1具有与电气回路的第1端连接的第1电极12。
第2固定端子2具有第2固定触点21。第2固定端子2具有与电气回路的第2端连接的第2电极22。
可动触头3具有第1可动触点(可动触点)31。第1可动触点31与第1固定触点11连接。可动触头3具有第2可动触点32。第2可动触点32与第2固定触点21连接。在本实施方式中,可动触头3相对于第1固定端子1和第2固定端子2独立地形成。
第1固定触点11、第2固定触点21、可动触头3(第1可动触点31和第2可动触点32)收纳于收纳室70。
保持部4以第1可动触点31与第1固定触点11连接、第2可动触点32与第2固定触点21连接的方式保持可动触头3。保持部4特别是在可动触头3中未流动电流的情况下(非通电时)以第1可动触点31与第1固定触点11连接、第2可动触点32与第2固定触点21连接的方式保持可动触头3。
以下,将第1可动触点31与第1固定触点11连接时的可动触头3的位置称作闭合位置。其中,在闭合位置处,第2可动触点32与第2固定触点21也连接。
如图1所示,烟火致动器5包括点火器51、壳体52和活塞53。
点火器(squib)51收纳于壳体52内。点火器51通过燃烧产生气体。点火器51包括发热体和火药(燃料),当电信号流动到发热体而使发热体发热时,火药着火。在点火器51被点火时,火药燃烧而产生气体。由点火器51产生的气体具有电绝缘性。由点火器51产生的气体是例如一氧化碳气体、二氧化碳气体、氮气等。由点火器51产生的气体向壳体52内的加压室520内导入,使加压室520内的压力上升。即,加压室520接受由点火器51产生的气体的压力。
活塞53利用第1端531承受加压室520内的压力而移动,利用第2端532对可动触头3(直接或间接地)施加离开固定端子(第1固定端子)1的方向的力而使可动触头3移动。更详细而言,活塞53利用第1端531承受加压室520的压力,被加压室520内的上升了的压力按压,利用第2端532按压可动触头3。活塞53受到加压室520内的较大的压力,高速地向离开点火器51的方向(图1中向下)移动,按压可动触头3。活塞53被加压室520内的压力按压,从第1位置(图1所示的位置)移动到第2位置(图7所示的位置)。由于活塞53的从第1位置向第2位置的移动,加压室520(在壳体52内供点火器51的气体导入而压力上升的空间)扩大。
可动触头3被活塞53按压,在收纳室70内移动。可动触头3被活塞53按压而移动,如图6、图7所示,第1可动触点31被从第1固定触点11拉开,并且第2可动触点32被从第2固定触点21拉开。由此,第1电极12和第2电极22之间的电路被切断。如此,在本实施方式中,加压室520和活塞53作为移动机构发挥功能,该移动机构使可动触头3从可动触点(第1可动触点)31与固定触点(第1固定触点)11连接的位置向可动触点与固定触点分离的位置移动。
以下,将第1可动触点31与第1固定触点11离开最远时的可动触头3的位置(图7所示的可动触头3的位置)称作断开位置。其中,在断开位置处,第2可动触点32也从第2固定触点21离开。
如图1所示,在壳体52的侧壁形成有将壳体52的内外连通的流路50。流路50的第1端501与收纳室70连通,流路50的第2端502与壳体52的内部空间连通。其中,在活塞53位于第1位置的情况下,流路50的第2端502未与加压室520连通(参照图1)。
活塞53从第1位置(参照图1)向第2位置(参照图7)移动,从而加压室520扩大,流路50的第2端502与加压室520连通。由此,加压室520和收纳室70经由流路50连通。因此,由点火器51产生的气体通过加压室520和流路50向收纳室70内导入。
在收纳室70收纳有第1固定触点11和第1可动触点31。在此,如上所述,由点火器51产生的气体向收纳室70导入。由此,在固定触点(第1固定触点)11和可动触点(第1可动触点)31之间(预定空间S1)产生的电弧被由点火器51产生的气体冷却。此处所述的“电弧的冷却”是指提高电弧放电的等离子体或者金属蒸气的绝缘性。电弧的冷却通过例如导入电绝缘性的气体使预定空间S1的压力上升、向电弧吹送电绝缘性的气体等方式来进行。当电弧冷却时,电弧的电场强度(每单位长度的电压)增加,在对电弧的两端施加某恒定电压的状态下可能存在的电弧的长度变短,促进电弧的灭弧。
如此,在电路切断装置100中,在可动触点(第1可动触点)31被从固定触点(第1固定触点)11拉开时,由点火器51产生的气体向收纳室70(详细而言是预定空间S1)导入。由此,在触点之间产生了电弧的情况下,电弧被气体冷却。因此,电路切断装置100能够实现电弧的迅速的灭弧。
(1.2)详细
以下,使用图1~图7对本实施方式的电路切断装置100详细地进行说明。
(1.2.1)电源系统
如图5所示,本实施方式的电路切断装置100例如用作电源系统200的熔断器。
电源系统200例如搭载于电动车辆等车辆300,驱动经由逆变器3001连接的马达3002,使车辆300行驶。在车辆300中,如图5所示,预充电容器3003与逆变器3001并联连接。
逆变器3001在动力运行时将从电源系统200供给来的直流电力变换为交流电力并向马达3002供给,在再生时将从马达3002供给的交流电力变换为直流电力向电源系统200供给。马达3002例如是三相交流同步马达。
电源系统200除电路切断装置100之外,还包括电池201、第1主继电器202、第2主继电器203、预充电阻器204,预充继电器205、电流传感器(分流电阻器)206和控制回路207。
电池201包括串联连接的多个电池单体。电池单体例如能够使用镍氢电池单体、锂离子电池单体等。
第1主继电器202的第1端与电池201的正极连接,第2端与逆变器3001的第1输入端子(高电位侧输入端子)连接。
第2主继电器203的第1端经由电流传感器206和电路切断装置100而与电池201的负极连接,第2端与逆变器3001的第2输入端子(低电位侧输入端子)连接。
预充电阻器204和预充继电器205的串联回路与第1主继电器202并联连接。
控制回路207用于控制第1主继电器202、第2主继电器203、预充继电器205和电路切断装置100的动作。
控制回路207在开始向马达3002供给电力时将预充继电器205和第2主继电器203闭合,对预充电容器3003进行充电。由此,抑制向马达3002流入浪涌电流。控制回路207在完成对预充电容器3003的充电之后,将预充继电器205断开,将第1主继电器202闭合,开始从电源系统200供给电力。
另外,控制回路207基于由电流传感器206检测到的电流,检测包括电源系统200在内的回路的异常的产生。控制回路207在包括电源系统200在内的回路发生异常时,使第1主继电器202、第2主继电器203和电路切断装置100中的至少一者动作(启动),将回路切断。
例如,在由电流传感器206检测到的电流的大小超过第1阈值的时间持续第1时间时,控制回路207将第1主继电器202和第2主继电器203中的至少一者断开。由此,回路被切断。在该情况下,在例如利用控制回路207将断开了的继电器(第1主继电器202、第2主继电器203)再次闭合时,再次形成回路,再次开始从电源系统200向马达3002供给电力。
另一方面,例如,在由电流传感器206检测到的电流的大小超过第2阈值(>第1阈值)的时间持续第2时间时,控制回路207使电路切断装置100动作。由此,回路被切断。电路切断装置100是用于将回路的电路切断的切断装置。电路切断装置100在动作(启动)时使电路保持切断状态,因此在电路切断装置100启动后,停止从电源系统200向马达3002供给电力。因此,在车辆300发生事故时等,使电路切断装置100动作,从而能够切断电源系统200。
(1.2.2)结构
接着,参照图1~图4,对电路切断装置100的结构进行说明。
如上所述,电路切断装置100包括第1固定端子1、第2固定端子2、可动触头3、保持部4和烟火致动器5。另外,如图1所示,电路切断装置100还包括第1磁轭(下磁轭)61、第2磁轭(上磁轭)62和具有收纳室70的外壳7。
本实施方式的可动触头3是由具有导电性的金属材料构成的板状的构件,在一个方向上形成得较长。可动触头3在长度方向上的第1端具有第1可动触点31,在第2端具有第2可动触点32。第1固定端子1和第2固定端子2沿着可动触头3的长度方向排列地配置。第1固定端子1在与可动触头3的第1可动触点31相对的位置具有第1固定触点11,第2固定端子2在与可动触头3的第2可动触点32相对的位置具有第2固定触点21。
以下,为了便于说明,将第1固定触点11与第1可动触点31的相对方向(第2固定触点21与第2可动触点32的相对方向;图1的上下方向)定义为上下方向,在从第1可动触点31观察时,以第1固定触点11侧为上方。另外,将第1固定端子1与第2固定端子2排列的方向(图1的左右方向)定义为左右方向,在从第1固定端子1观察时,以第2固定端子2侧为右方。即,以下,将图1的上下左右作为上下左右进行说明。另外,以下,将与上下方向和左右方向这两个方向正交的方向(与图1的纸面正交的方向)作为前后方向进行说明。其中,这些方向的主旨并非用于限定电路切断装置100的使用形态。
第1固定端子1和第2固定端子2以沿左右方向排列的方式配置(参照图1)。第1固定端子1和第2固定端子2分别由导电性的金属材料构成。第1固定端子1和第2固定端子2作为用于将外部电气回路(构成上述电源系统200的回路)连接于第1固定触点11和第2固定触点21的端子发挥功能。在本实施方式中,作为一例,第1固定端子1和第2固定端子2分别由铜(Cu)形成。但是,并不限定于此,第1固定端子1和第2固定端子2也可以分别由除铜之外的导电性材料形成。
如图2所示,第1固定端子1一体地包括连接片110、电极片120、连结片130和电路片140。
连接片110为在上下方向上具有厚度且在前后方向上较长的矩形板状。在本实施方式中,连接片110的下表面作为第1固定触点11发挥功能,但并不限定于此。第1固定触点11例如也可以由相对于连接片110独立的构件构成,通过焊接等固定于连接片110。
电极片120为在前后方向上具有厚度的板状。电极片120呈正方形状,在中央具有贯通孔。电极片120与上述外部电气回路的第1端连接。即,电极片120作为与外部电气回路的第1端连接的第1电极12发挥功能。
连结片130为在左右方向上具有厚度且在上下方向上较长的矩形板状。连结片130的下侧边与连接片110的左侧边结合。
电路片140为在前后方向上具有厚度的板状。电路片140将电极片120和连结片130之间连接起来。电路片140的左侧边与电极片120的右侧边的上部结合。电路片140的右侧边结合于连结片130的左表面的中央。
如图2所示,第2固定端子2一体地具备连接片210、电极片220、连结片230和电路片240。
连接片210为在上下方向上具有厚度且在前后方向上较长的矩形板状。在本实施方式中,连接片210的下表面作为第2固定触点21发挥功能,但并不限定于此。第2固定触点21也可以例如由相对于连接片210独立的构件构成,通过焊接等固定于连接片210。
电极片220为在前后方向上具有厚度的板状。电极片220呈正方形状,在中央具有贯通孔。电极片220与上述外部电气回路的第2端连接。即,电极片220作为与外部电气回路的第2端连接的第2电极22发挥功能。
连结片230为在左右方向上具有厚度且在上下方向上较长的矩形板状。连结片230的下侧边与连接片210的右侧边结合。
电路片240为在前后方向上具有厚度的板状。电路片240将电极片220与连结片230之间连接起来。电路片240的右侧边与电极片220的左侧边的上部结合。电路片240的左侧边结合于连结片230的右表面的中央。
如图1所示,第1固定端子1以电极片120从外壳7的左壁向外部暴露、连结片130的下端部和连接片110收纳于外壳7的内部空间(收纳室70)内的状态固定于外壳7。第2固定端子2以电极片220从外壳7的右壁向外部暴露、连结片230的下端部和连接片210收纳于外壳7的内部空间(收纳室70)内的状态固定于外壳7。
如图1~图3所示,可动触头3形成为在上下方向上具有厚度并且在左右方向上比在前后方向上长的板状。可动触头3以其长度方向(左右方向)上的两端部与第1固定触点11和第2固定触点21相对(连接)的方式配置于连接片110和连接片210的下方(参照图1)。在可动触头3的与第1固定触点11相对的部位设有第1可动触点31,在可动触头3的与第2固定触点21相对的部位设有第2可动触点32(参照图1)。
在本实施方式中,第1可动触点31与第1固定触点11接触。更详细而言,第1可动触点31与第1固定触点11面接触。另外,第2可动触点32与第2固定触点21接触。更详细而言,第2可动触点32与第2固定触点21面接触。
在本实施方式中,第1可动触点31为相对于可动触头3独立的构件,由银(Ag)构成,通过焊接等固定于可动触头3。同样地,第2可动触点32为相对于可动触头3独立的构件,由银(Ag)构成,通过焊接等固定于可动触头3。但是,并不限定于此,第1可动触点31和第2可动触点32也可以分别通过将可动触头3的局部冲出等方式而与可动触头3一体地构成。
如图1所示,可动触头3收纳于外壳7的内部空间(收纳室70)。可动触头3被保持部4以第1可动触点31与第1固定触点11连接、第2可动触点32与第2固定触点21连接的方式保持。
第1固定端子1和第2固定端子2经由可动触头3短路。即,第1固定端子1的第1电极12经由第1固定触点11、第1可动触点31、可动触头3、第2可动触点32和第2固定触点21而与第2固定端子2的第2电极22电连接(参照图2)。因此,若电气回路的第1端与第1电极12电连接,第2端与第2电极22电连接,则电路切断装置100在第1电极12与第2电极22之间形成电路。
如图1、图3所示,外壳7包括内筒体71、外筒体72和盖构件73。
内筒体71由具有电绝缘性的材料、例如树脂材料形成。内筒体71形成为下表面封闭且上表面开口的有底圆筒状。在内筒体71的下壁的上表面(内筒体71的底面)设有圆筒状的保持肋711。保持肋711形成为与内筒体71呈同心状。
外筒体72由例如金属材料形成。外筒体72优选由非磁性的金属材料形成。非磁性的金属材料例如为SUS304等奥氏体系不锈钢。其中,外筒体72的材料也可以不是非磁性,例如也可以是42合金等以铁为主要成分的合金。
外筒体72形成为与内筒体71呈同心状,且是下表面封闭且上表面开口的有底圆筒状。外筒体72以覆盖内筒体71的周围的方式设置。即,外筒体72是提高外壳7的强度(收纳室70的外壁的强度)的强度构件。
另外,内筒体71也可以例如通过嵌件成形等方式与外筒体72一体地形成。另外,外壳7也可以不具备外筒体72。
盖构件73由具有电绝缘性的材料、例如树脂材料形成。盖构件73形成为上表面封闭且在下表面具有开口的有底圆筒状。盖构件73例如通过嵌件成形与第1固定端子1和第2固定端子2一体地形成。
盖构件73的上壁的厚度比盖构件73的侧壁的厚度厚。在盖构件73的上壁的中央形成有与盖构件73呈同心状的贯通孔731。在盖构件73的贯通孔731内配置烟火致动器5。烟火致动器5的下端部自盖构件73的上壁的下表面(内表面)突出。贯通孔731被烟火致动器5(的壳体52)气密地封闭。
在盖构件73的侧壁的下表面形成有圆环状的凹槽732。内筒体71和外筒体72的上缘插入于凹槽732内,从而将内筒体71和外筒体72与盖构件73结合。由此,外壳7具有由内筒体71和盖构件73包围的气密的内部空间(收纳室70)。在外壳7的内部空间(收纳室70)内收纳有第1固定触点11、第2固定触点21和可动触头3。
在本实施方式中,外壳7的形状为具有内部空间(收纳室70)的大致圆柱状,但并不限定于此。外壳7是具有用于收纳第1固定触点11、第2固定触点21和可动触头3的内部空间(收纳室70)的形状即可,也可以是中空的多棱柱状(例如中空的长方体状)等其他形状。
第1磁轭61是强磁性体,例如由铁等金属材料形成。第1磁轭61固定于可动触头3的下表面,与可动触头3成为一体(参照图1、图3)。即,第1磁轭61固定于可动触头3的与第1可动触点31和第2可动触点32所在的面相反的面。
在可动触头3流动有电流时,第1磁轭61以使由该电流产生的磁场在第1磁轭61内通过的方式作用于该磁场。即,在没有第1磁轭61的情况下,会产生以在可动触头3内流动的电流为中心的(同心形状的)磁场,但是在存在第1磁轭61的情况下,磁场会变化为在第1磁轭61内通过。因此,作用于在可动触头3内流动的电流的磁场的中心被向第1可动触点31和第2可动触点32所在的面(即:上表面)侧引导,结果,相对地在可动触头3产生向上的力。因此,在存在第1磁轭61的情况下,与没有第1磁轭61的情况相比,易于维持第1可动触点31与第1固定触点11之间的连接和第2可动触点32与第2固定触点21之间的连接。
在第1磁轭61的下表面形成有呈圆柱状凹陷的嵌合凹部610。
第2磁轭62为强磁性体,例如由铁等金属材料形成。第2磁轭62在隔着可动触头3而与第1磁轭61相对的位置处被固定为与可动触头3分离开。另外,第2磁轭62也可以抵接于烟火致动器5的活塞53的第2端532(下端部)。在本实施方式中,第2磁轭62固定于烟火致动器5的活塞53的第2端532(下端部)。第2磁轭62配置为与可动触头3的中央部分相对(参照图2),且与可动触头3隔开间隙而不接触(参照图3)。第2磁轭62与可动触头3电绝缘。
第2磁轭62在前后方向上的两端部具有向上方突出的一对突出部621、622(参照图3)。换言之,在第2磁轭62的上表面的前后方向上的两端部形成有与可动触头3的前后方向上的侧面相对的突出部621、622。如图3所示,一对突出部621、622中的前方的突出部621的顶端面(下端面)面向第1磁轭61的前端部,后方的突出部622的顶端面(下端面)面向第1磁轭61的后端部。因此,在电流经由可动触头3在第1固定端子1与第2固定端子2之间流动的情况下,会产生在由第1磁轭61和第2磁轭62形成的磁路内通过的磁通。此时,第1磁轭61的前端部和第2磁轭62的前端的突出部621被磁化为相互为异极,并且第1磁轭61的后端部和第2磁轭62的后端的突出部622被磁化为相互为异极。由此,在第1磁轭61与第2磁轭62之间作用有吸引力。第2磁轭62固定于活塞53的第2端532(下端部),因此第1磁轭61被该吸引力向上方吸引。第1磁轭61被向上方吸引,从而自第1磁轭61对可动触头3作用有向上的力。
在电流流过可动触头3时,起因于该电流,有时会产生将第1可动触点31和第2可动触点32从第1固定触点11和第2固定触点21拉开的电磁排斥力。即,在电流流过可动触头3时,有时会由于洛伦兹(Lorentz)力而对可动触头3作用使可动触头3向下方移动的方向的电磁排斥力。
在本实施方式中,如上所述,利用第1磁轭61使磁场变化为在第1磁轭61内通过,与没有第1磁轭61的情况相比,产生向上的力。另外,在第1磁轭61与第2磁轭62之间作用有上述吸引力。其结果,利用在可动触头3内流动的电流,作用有将可动触头3向上方上推的力、也就是将第1可动触点31和第2可动触点32分别向第1固定触点11和第2固定触点21按压的力。
如上所述,第1磁轭61和第2磁轭62作为连接维持机构发挥功能,该连接维持机构利用在可动触头3内流动的电流产生对第1可动触点31与第1固定触点11之间的连接和第2可动触点32与第2固定触点21之间的连接进行维持的力。
在第2磁轭62的突出部621、622与第1磁轭61的上表面的前后方向上的两端之间配置有由具有电绝缘性的材料、例如树脂材料形成的衬垫631、632(参照图3)。由此,确保第2磁轭62与第1磁轭61之间的电绝缘性。
如图1、图3所示,本实施方式的保持部4包括压接弹簧41。压接弹簧41为螺旋弹簧。压接弹簧41配置于内筒体71的底面(内表面)与第1磁轭61的下表面之间。压接弹簧41的螺旋轴线沿着上下方向。内筒体71的保持肋711插入于压接弹簧41的第1端411的内侧。压接弹簧41的第2端412插入于第1磁轭61的嵌合凹部610内。压接弹簧41经由第1磁轭61对可动触头3施加向上的弹性力。即,电路切断装置100包括作为保持部4的弹性部(压接弹簧41),该弹性部(压接弹簧41)对可动触头3施加使可动触点(第1可动触点)31与固定触点(第1固定触点)11连接的方向(朝向闭合位置的方向)的弹性力。
压接弹簧41经由第1磁轭61向上方按压可动触头3。压接弹簧41以第1可动触点31与第1固定触点11连接、并且第2可动触点32与第2固定触点21连接的方式保持可动触头3。
图4表示本实施方式的烟火致动器5的剖视图。本实施方式的烟火致动器5具有利用由点火器51产生的气体推出活塞53(销535)的所谓的推销的构造。
如图4所示,烟火致动器5包括点火器51、在内部具有加压室520的壳体52、活塞53。
点火器51包括主体511、金属套筒(金属罐)512、燃烧部513、一对针电极514以及发热元件515。
主体511例如由具有电绝缘性的树脂材料等形成,形成为上表面开口且下表面封闭的有底圆筒状。主体511的内部空间5110被例如玻璃等具有电绝缘性的密封材料密封。
金属套筒512例如为不锈钢等金属制,一体地具有上表面开口且下表面封闭的有底圆筒状的圆筒部和从圆筒部的上端向侧方突出的凸缘部。在金属套筒512(的圆筒部)的下壁的中央例如形成有不贯通下壁的深度的十字槽等。即,金属套筒512的下壁的一部分成为强度比金属套筒512的其他部分的强度低的(易于断裂的)低强度部。金属套筒512以覆盖主体511的下表面的方式在凸缘部利用粘接等方式与主体511结合。
燃烧部513例如含有硝化纤维素等火药。燃烧部513配置于由主体511和金属套筒512包围的空间内。燃烧部513所包含的火药是通过燃烧而产生电绝缘性的气体的材料即可,并不限定于硝化纤维素。
一对针电极514各自的第1端位于燃烧部513内(由主体511和金属套筒512包围的空间内),第2端经由主体511暴露在烟火致动器5的外部。一对针电极514的第2端与控制回路207连接。
发热元件515是通过通电而产生热的元件,在本实施方式中是镍铬电热丝。发热元件515配置于燃烧部513内(由主体511和金属套筒512包围的空间内)。发热元件515连接于一对针电极514的第1端彼此之间。
在点火器51中,在利用来自控制回路207的电流对一对针电极514之间通电时,发热元件515发热,燃烧部513的温度上升。若燃烧部513(发热元件515的周围的部分)的温度超过着火温度,则火药爆发性地燃烧而瞬时产生大量的气体(例如一氧化碳气体、二氧化碳气体、氮气)。若由于气体的产生而使燃烧部513内的压力超过金属套筒512的低强度部的耐压,则低强度部断裂,由燃烧产生的气体经由断裂了的部分向外部(在本实施方式中是下方的加压室520)释放。
如图4所示,活塞53包括基座533、缸体534、销(杆)535以及弹簧536。
基座533由例如树脂等具有电绝缘性的材料形成,例如为聚碳酸酯或者聚对苯二甲酸丁二酯制。基座533从上方起依次具有分别为圆柱状的第1柱部、第2柱部和第3柱部,该基座533具有第1柱部、第2柱部和第3柱部轴线对齐地(呈同心状地)上下相连的形状。第1柱部的外径比第2柱部的外径大,第2柱部的外径比第3柱部的外径大。在基座533的外侧面,在第1柱部与第2柱部的分界形成有与第1柱部和第2柱部同心的圆环状的保持槽5330。
在本实施方式中,基座533的第1柱部的底面(上表面)为活塞53的第1端531。
缸体534由例如树脂等具有电绝缘性的材料形成。缸体534形成为圆筒状。缸体534的内径与基座533的第3柱部的外径大致相等,比第2柱部的外径小。缸体534的外径比基座533的第2柱部的外径小。基座533的第3柱部嵌入于缸体534的上表面开口内,缸体534与基座533结合。
销535由例如树脂等具有电绝缘性的材料形成,例如为聚碳酸酯或者聚对苯二甲酸丁二酯制。销535从上方起依次具有分别为圆柱状的大径部和小径部,该销535具有大径部和小径部轴线对齐地(呈同心状地)上下相连的形状。销535的大径部的轴向(上下方向)上的长度与缸体534的长度为相同程度。具体而言,销535的长度比与缸体534结合的基座533的底面(下表面)和缸体534的下端之间的距离稍大。如图1所示,销535的小径部固定于第2磁轭62的贯通孔内。在本实施方式中,包含销535的小径部的区域为活塞53的第2端532。
如图4所示,弹簧536为螺旋弹簧。弹簧536规定缸体534与销535之间的相对位置。具体而言,弹簧536夹在缸体534的内侧面与销535的外侧面之间,在缸体534的内侧保持销535。
壳体52包括保持件521、套筒522、盖523、第1保持弹簧524和第2保持弹簧525。壳体52整体形成为大致圆筒状。
壳体52的保持件521为金属制,例如为铝或者铝合金制。保持件521形成为上表面和下表面开口的大致圆筒状,内侧面形成为具有多级台阶的圆筒面状。保持件521保持点火器51和活塞53。
点火器51嵌入于壳体52的保持件521的上侧部分的空间内。保持件521的上侧部分的内表面具有与点火器51的外表面(主体511的外侧面、金属套筒512的凸缘部的外表面、金属套筒512的圆筒部的外侧面)大致紧密接触的形状。保持件521(的内部空间)的上侧的开口利用点火器51封闭。
活塞53的基座533嵌入于壳体52的保持件521的下侧部分的空间内。保持件521的下侧部分的内表面具有与基座533的第1柱部的外侧面大致紧密接触的形状。保持件521(的内部空间)的下侧的开口利用活塞53(的基座533)封闭。
将点火器51和活塞53安装于壳体52,从而在点火器51(的金属套筒512)的下表面、活塞53(的基座533)的上表面、壳体52(的保持件521)的内表面之间形成封闭的气密空间。由点火器51产生的气体经由金属套筒512的下壁的断裂了的部分向该气密空间导入。即,该气密空间作为承受由点火器51产生的气体的压力的加压室520发挥功能。
壳体52的套筒522为金属制,例如为钢制。套筒522以外侧面与保持件521的外侧面连续的方式配置于保持件521的下方。套筒522形成为上表面和下表面开口的大致圆筒状。套筒522从上方起依次具有分别为圆筒状的第1筒部、第2筒部和第3筒部,具有第1筒部、第2筒部和第3筒部轴线对齐地(呈同心状地)上下相连的形状。第1筒部的内侧面形成为越向下侧去而直径越小的锥形状。第2筒部的内侧面形成为具有恒定的直径的圆筒面状。第2筒部的内径与活塞53的基座533的第1柱部(直径最大的部分)的外径大致相等。第3筒部的内侧面形成为越向下侧去而直径越小的锥形状。第3筒部的内侧面的直径在上端与基座533的第1柱部(在基座533中直径最大的部分)的外径大致相等,越向下侧去而直径越小。即,套筒522的第3筒部为活塞53的基座533无法在该第3筒部的内部通过的形状。
在壳体52的套筒522的侧壁形成有将壳体52的内外连通的两个流路50。如图1所示,各流路50的第1端501与收纳室70连通,第2端502与壳体52的内部空间连通。各流路50是直径恒定的圆柱状。两个流路50中的一者(图1的左侧的流路50)形成于壳体52的套筒522的侧壁的与第1固定端子1相对的部分。该流路50以使由点火器51产生的气体向第1可动触点31和第1固定触点11之间的预定空间S1(包含第1可动触点31移动时的移动轨跡的空间,参照图7)吹送的方式引导气体。即,由点火器51产生的气体向固定触点(第1固定触点)11和可动触头3位于断开位置的情况下的可动触点(第1可动触点)31之间的预定空间S1导入。两个流路50中的另一者(图1的右侧的流路50)形成于壳体52的套筒522的侧壁的与第2固定端子2相对的部分。该流路50以使由点火器51产生的气体向第2可动触点32和第2固定触点21之间的预定空间S2(包含第2可动触点32移动时的移动轨跡的空间)吹送的方式引导气体。两个流路50分别从壳体52的内侧朝向外侧向斜下方延伸。
在本实施方式中,各流路50为直线状。不过,流路50的形状并未被特别地限定,也可以是例如曲线状等其他的形状。另外,流路50的直径并未被特别地限定。另外,流路50延伸的方向并未被特别地限定,也可以是向例如侧方(水平方向)延伸。另外,流路50形成的位置并未被特别地限定,也可以形成于例如壳体52的套筒522的侧壁的前侧的部分或者后侧的部分。其中,各流路50优选形成为能够将由点火器51产生的气体向预定空间S1或者预定空间S2吹送的形状、直径、朝向、位置。
壳体52的盖523为金属制,例如为钢制。盖523以外侧面与套筒522的外侧面连续的方式配置于套筒522的下方。盖523形成为上下两面开口的圆筒状。在盖523的下表面形成有向内侧突出的突出部(凸缘)。突出部(凸缘)的内径与活塞53的缸体534的外径大致相等。活塞53是受到由点火器51产生的气体的压力而向一个方向移动的动作销。
在本实施方式中,保持件521、套筒522和盖523的外径相等。
第1保持弹簧524具有中空圆盘状的被夹持部和从被夹持部的内侧面朝向斜上方突出的中空圆台状的保持部。第1保持弹簧524的被夹持部被夹入于壳体52的保持件521与套筒522之间,由此,第1保持弹簧524被夹持在保持件521与套筒522之间。第1保持弹簧524将保持件521与套筒522的分界部分的间隙密封。保持部与活塞53的基座533的保持槽5330接触,对基座533施加向上的力而保持基座533(阻止基座533向下的移动)。
第2保持弹簧525具有中空圆盘状的被夹持部和从被夹持部的内侧面朝向斜下方突出的中空圆台状的保持部。第2保持弹簧525的被夹持部被夹入于壳体52的套筒522与盖523之间,由此,第2保持弹簧524被夹持在套筒522与盖523之间。第2保持弹簧525将套筒522与盖523的分界部分的间隙密封。保持部的突出顶端自活塞53的缸体534的外侧面分离开。保持部的突出顶端的直径与活塞53的基座533的第2柱部的外径大致相等。
如图4所示,在将点火器51和活塞53组装于壳体52的状态下,点火器51的针电极514从壳体52的上表面突出。另外,销535的小径部从壳体52的下表面向下方突出。
如图1所示,烟火致动器5以利用壳体52封堵盖构件73的贯通孔731的方式安装于外壳7。在该状态下,活塞53的第2端(销535的下端)与可动触头3的中心(长度方向和宽度方向上的中心)相对。
(1.2.3)动作
接着,基于图1、图6、图7说明上述结构的电路切断装置100的动作。
电路切断装置100的第1电极12与电气回路(例如,构成电源系统200的回路)的第1端连接,第2电极22与电气回路的第2端连接。在此,假设电气回路的第1端与第2端相比是高电位。
在电气回路正常时,在压接弹簧41的弹簧力等的作用下,可动触头3被保持为第1可动触点31与第1固定触点11连接且第2可动触点32与第2固定触点21连接(图1参照)。即,在电气回路正常时,可动触头3位于第1可动触点31与第1固定触点11接触且第2可动触点32与第2固定触点21接触的闭合位置。此时,电流自第1电极12依次经由第1固定触点11、第1可动触点31、可动触头3、第2可动触点32、第2固定触点21朝向第2电极22流动。
此时,第1可动触点31与第1固定触点11的接触以及第2可动触点32与第2固定触点21的接触利用压接弹簧41的弹簧力、上述第1磁轭61与第2磁轭62之间的吸引力等来维持。另外,即使在电路切断装置100流动有过电流等,在该过电流等的大小比较小的情况下,也能够通过上述第1磁轭61与第2磁轭62之间的吸引力等来维持触点之间的接触。
在电气回路内流动的电流变为规定值以上的异常电流(电气回路异常时)时,例如控制回路207检测到该异常电流。在检测到异常电流时,控制回路207使电路切断装置100动作(启动),将电气回路切断。
具体而言,控制回路207使电流在一对针电极514之间流过,对发热元件515通电。发热元件515在通电时发热,使燃烧部513的温度上升。若燃烧部513的温度超过火药的着火温度,则火药燃烧,产生大量的气体,由于气体的压力而使金属套筒512的下壁的低强度部断裂,气体经由断裂了的部分向加压室520释放。燃烧部513爆发性地燃烧而产生大量的气体,因此加压室520的压力在短时间内快速增加。
活塞53在初期状态下位于第1位置(参照图1)。活塞53利用第1端531(基座533的上表面)承受加压室520内的压力而被向下方按压,利用第2端532(销535)向下方按压可动触头3。活塞53对可动触头3的第1可动触点31与第2可动触点32之间的部位施加力,使可动触头3向下方移动。活塞53一边按压可动触头3,一边向第2位置(参照图7)移动。
具体而言,在活塞53中,基座533的底面(上表面)受到加压室520内的压力,基座533克服第1保持弹簧524的弹簧力与缸体534一起开始向下方移动。此时的基座533(活塞53)的初速度由于加压室520内的较大的压力而变得非常大。销535经由弹簧536自缸体534受到向下的力,在缸体534开始向下方移动稍后,该销535便开始向下方移动。销535、第2磁轭62、第1磁轭61以及可动触头3成为一体,由于销535向下方的移动,可动触头3被向下方按压而向下方移动。在此,销535还被作用有在基座533开始向下方移动后积存于弹簧536的弹性能所产生的力,因此销535被施加有非常大的向下的力,其初速度也变大。
若向下方按压可动触头3的力超过了向上支承可动触头3的力(压接弹簧41的弹簧力、第1磁轭61与第2磁轭62之间的吸引力等),则可动触头3借助第1磁轭61压缩压接弹簧41并且向下方移动。由此,第1可动触点31被自第1固定触点11拉开,第2可动触点32被自第2固定触点21拉开(参照图6)。结果,第1固定端子1与第2固定端子2之间的电路被切断,在第1固定端子1与第2固定端子2之间的电路内流动的电流被切断。
活塞53、第1磁轭61、可动触头3和第2磁轭62成为一体(以下,为了便于说明,将活塞53、第1磁轭61、可动触头3和第2磁轭62的集合称为“移动体”),向下方移动。活塞53移动的方向与在活塞53的作用下可动触头3移动的方向为相同方向。作为一个典型的例子,移动体移动至压接弹簧41被最大程度地压缩的位置(参照图7)。即,可动触头3向第1可动触点31离开第1固定触点11且第2可动触点32离开第2固定触点21的断开位置移动。此时,活塞53的基座533一边使壳体52的套筒522的第3筒部的内表面扩开(一边使其变形)一边在第3筒部内移动。另外,移动体的动能变换为压接弹簧41的弹性能、移动体与内筒体71的底面碰撞时产生的热能等。
移动体在压接弹簧41被压缩了的位置自被压缩了的压接弹簧41受到向上的力。但是,移动体向上方的移动被基座533与壳体52的套筒522的第3筒部之间的摩擦力阻止。由此,移动体在图7所示的位置(第2位置)停止。即,第3筒部作为止回机构发挥功能,该止回机构在可动触头3移动后机械地保持活塞53而防止活塞53向原来的位置(第1位置)返回。
另外,由于活塞53向下方的移动(从第1位置向第2位置的移动),在壳体52内,因被导入点火器51的气体而压力上升的空间(加压室520)扩大。由于加压室520扩大,如图7所示,各流路50的第2端502与加压室520相连通。由此,加压室520与收纳室70经由流路50相连通,由点火器51产生的气体通过加压室520和流路50向收纳室70内导入。在本实施方式中,导入收纳室70内的气体朝向第1可动触点31与第1固定触点11之间的预定空间S1、或者第2可动触点32与第2固定触点21之间的预定空间S2流动(参照图7的箭头W1)。
在此,若在可动触头3流动有电流的状态下将第1可动触点31从第1固定触点11拉开,则有可能在第1可动触点31和第1固定触点11之间产生电弧(参照图8的A的虚线A1)。同样地,若在可动触头3流动有电流的状态下将第2可动触点32从第2固定触点21拉开,则有可能在第2可动触点32与第2固定触点21之间产生电弧。
相对于此,在本实施方式的电路切断装置100中,将由烟火致动器5的点火器51产生的气体(电绝缘性的气体)向收纳室70内导入,从而使收纳室70的压力增加。收纳室70与加压室520一起形成密闭的空间。收纳室70将固定触点(第1固定触点)11和可动触点(第1可动触点)31收纳于内部,包含预定空间S1。收纳室70也是在内部产生电弧的空间。该收纳室70的压力升高,从而对在触点之间产生的电弧进行冷却,电弧放电的等离子体或者金属蒸气的绝缘性提高,因此促进灭弧。
另外,在本实施方式的电路切断装置100中,从流路50导入收纳室70内的气体向第1可动触点31与第1固定触点11之间的预定空间S1或者第2可动触点32与第2固定触点21之间的预定空间S2吹送。由此,在触点之间产生的电弧被冷却,促进灭弧。
更详细地进行说明,当固定触点(第1固定触点)11和可动触头3从闭合位置向断开位置变位时,在从闭合位置向断开位置变位的初期阶段中,在固定触点(第1固定触点)11与可动触头3之间产生电弧放电的放电弧柱(参照图8的A的虚线A1)。随着从闭合位置向断开位置进行变位,气体被导入收纳室70内,气体触碰到放电弧柱,放电弧柱由于气体的压力而变形,电弧伸长(参照图8的B的虚线A2)。而且还存在这样的情况:电弧由于气体而伸展,电弧被推压到内筒体71的壁面(参照图8的C的虚线A3)。像这样,气体使电弧伸长,从而将电弧切断。即,由点火器51产生的气体被导入固定触点(第1固定触点)11与可动触头3之间的间隙,从而能够促进电弧的灭弧,提高切断性能。另外,在第2可动触点32与第2固定触点21之间产生的电弧也由于被吹送来气体而伸展,因此促进灭弧。
像这样,在本实施方式的电路切断装置100中,由点火器51产生的气体被向预定空间S1、S2导入,从而能够实现电弧的迅速的灭弧。
另外,外壳7的内壁(内筒体71)也可以由会因被伸长的电弧加热而释放灭弧气体的树脂材料(灭弧气体产生构件)形成。灭弧气体例如是CO2、N2、H2O等气体。能够利用灭弧气体实现电弧的迅速的灭弧。
(1.3)变形例
参照图9、图10对实施方式1的一变形例的电路切断装置100进行说明。以下,将上述实施方式1的电路切断装置100也称作实施方式1的基本例的电路切断装置100。
图9表示一变形例的电路切断装置100的动作前的剖视图,图10表示一变形例的电路切断装置100的动作后的剖视图。其中,为了方便,图9、图10省略了第1磁轭61和第2磁轭62的图示。另外,图9、图10简化了壳体52的图示。其中,壳体52也可以与实施方式1的电路切断装置100同样地包括作为止回机构的第2筒部(具有越向下侧直径越小的圆台状的内表面的部分)和第3筒部(具有直径比活塞53的基座533的直径小的筒状的内表面的部分)。另外,在一变形例的电路切断装置100中,活塞53是一个成形品。另外,在一变形例的电路切断装置100中,第1固定端子1和第2固定端子2的形状与实施方式1的基本例的电路切断装置100不同,但也可以相同。
在一变形例的电路切断装置100中,流路50是从壳体52的内部朝向外部(收纳室70侧)直径逐渐变窄的锥形筒状。即,流路50的第1端501(收纳室70侧的一端)的直径小于第2端502的直径。由此,从第2端502朝向第1端501去的气体的流速在流路50内增加,预定空间S1、S2中的气体的流速增加。因此,能够使在触点之间产生的电弧更有效地冷却,谋求进一步促进灭弧。
另外,在一变形例的电路切断装置100中,第1固定触点11与可动触头3位于断开位置的情况下的第1可动触点31之间的预定空间S1位于一侧(图9、图10的左侧)的流路50的延长线上。换言之,一侧的流路50的延长线与连结第1固定触点11和移动了的可动触头3的第1可动触点31的线段(称作“第1线段”)交叉。特别是,一侧的流路50的延长线在第1固定触点11的附近与第1线段交叉。另外,第2固定触点21与可动触头3位于断开位置的情况下的第2可动触点32之间的预定空间S2位于另一侧(图9、图10的右侧)的流路50的延长线上。换言之,另一侧的流路50的延长线与连结第2固定触点21和移动了的可动触头3的第2可动触点32的线段(称作“第2线段”)交叉。特别是,另一侧的流路50的延长线在第2固定触点21的附近与第2线段交叉。根据像这样的结构,在一变形例的电路切断装置100中,从各流路50导入收纳室70内的气体朝向触点之间的空间、即预定空间S1、S2,直接地吹向在触点之间产生的电弧(参照图10的箭头W2)。由此,能够使电弧更有效地冷却,谋求进一步促进灭弧。另外,能够使电弧更有效地伸长,谋求进一步促进灭弧。
另外,在实施方式1的基本例和一变形例的电路切断装置100中,流路50不限定于形成于壳体52的侧壁的柱(筒)状。流路50例如也可以是从壳体52侧壁的下端向上方延伸的缺口。
在实施方式1的基本例和一变形例的电路切断装置100中,烟火致动器5不限定于借助活塞53使可动触头3移动的结构。例如,实施方式1的电路切断装置100也可以是可动触头3直接承受由点火器51产生的气体的压力(可动触头3构成加压室520的外壁的局部)的结构,是可动触头3在气体的压力的作用下直接移动的结构等。在该情况下,也可以不在壳体52设置流路50。
(2)实施方式2
使用图11、图12对实施方式2的电路切断装置100进行说明。
实施方式2的电路切断装置100主要在使可动触头3从闭合位置向断开位置移动的移动机构包括跳闸装置8这方面与实施方式1不同。在实施方式2的电路切断装置100中,对与实施方式1同样的结构标注相同的附图标记并适当地省略说明。
(2.1)结构
本实施方式的电路切断装置100与实施方式1同样地包括第1固定端子1、第2固定端子2、可动触头3、保持部4(作为弹性部的压接弹簧42)、点火器51、壳体52和外壳7。其中,在本实施方式的电路切断装置100中,移动机构包括跳闸装置8来代替加压室520和活塞53。跳闸装置8根据在包含可动触点(第1可动触点)31和固定触点(第1固定触点)11的电路中流动的异常电流,使可动触头3从闭合位置向断开位置移动。
如图11所示,本实施方式的跳闸装置8包括励磁线圈81、可动件82、固定件83和筒体84。本实施方式的跳闸装置8在励磁线圈81中流动有异常电流时利用由在励磁线圈81产生的磁通产生的电磁力使可动触头3向断开位置移动。
励磁线圈81的第1端与第1固定端子1连接。励磁线圈81的第2端与电气回路(构成电源系统200的回路)的第1端连接,该电气回路的第2端与第2固定端子2连接。即,励磁线圈81在电气回路的第1端和第2端之间与第1固定端子1-可动触头3-第2固定端子2的串联回路串联连接。因此,流过可动触头3的电流流过励磁线圈81,励磁线圈81由该电流励磁。如图11所示,励磁线圈81卷绕于筒体84的下部分和固定件83的周围。
筒体84由非磁性的金属材料形成。筒体84具有形成为筒状的筒状部和封堵筒状部的一侧(下方)的开口的底壁(下壁)。更详细而言,筒体84由圆筒状的筒状部和圆形状的底壁形成为整体呈上表面开口的有底圆筒状。在外壳7的底壁的中央形成有贯通孔,筒体84的上端部(开口周缘)以覆盖外壳7的底壁的贯通孔的方式固定于外壳7的底壁。
可动件82是形成为圆柱状的可动铁芯。可动件82由磁性材料形成。可动件82被收纳于筒体84内。可动件82在筒体84内配置为能够沿上下方向移动。在筒体84内,在筒体84的底壁(的上表面)和可动件82(的下表面)之间配置有压接弹簧42(保持部4)。在筒体84的底壁的上表面形成有插入于压接弹簧42的下端的保持肋841。可动件82被压接弹簧42向上方按压。可动件82能够在第1位置(参照图11)和第2位置(参照图12)之间移动,该第1位置是该可动件82被压接弹簧42向上方按压而位于最上方的位置,该第2位置是该可动件82压缩压接弹簧42而位于最下方的位置。其中,平时,可动件82被压接弹簧42的弹簧力保持于第1位置。可动件82利用贯穿于外壳7的底壁的贯通孔的轴831与可动触头3结合。
轴831由非磁性的金属材料形成为在上下方向上较长的圆棒状。轴831的上端部与可动触头3的中央部结合。轴831穿过在外壳7的底壁形成的贯通孔,该轴831的下端部与可动件82结合。因此,若可动件82沿上下方向移动,则其移动经由轴831而向可动触头3传递,可动触头3与可动件82的移动相配合地沿上下方向移动。
如图11所示,在可动件82位于第1位置的情况下,可动触头3的第1可动触点31和第2可动触点32分别与第1固定触点11和第2固定触点21接触。即,在可动件82位于第1位置的情况下,可动触头3位于闭合位置。如图12所示,在可动件82位于第2位置的情况下,可动触头3的第1可动触点31和第2可动触点32分别从第1固定触点11和第2固定触点21离开。即,在可动件82位于第2位置的情况下,可动触头3位于断开位置(参照图12)。
固定件83是形成为圆柱状的固定铁芯。固定件83由磁性材料形成。固定件83固定于比筒体84的底壁靠下侧的位置。
在跳闸装置8中,励磁线圈81、可动件82和固定件83全部在沿着上下方向的同一直线上具有中心轴线。
跳闸装置8利用与流过可动触头3的规定值以上的异常电流相应地由励磁线圈81产生的磁通,使可动件82从第1位置(图11所示的位置)向第2位置(图12所示的位置)移动。此时,可动触头3被轴831牵引,从闭合位置向断开位置移动。
即,跳闸装置8利用与流过可动触头3的异常电流相应地由励磁线圈81产生的磁通,使可动件82向第2位置移动,由此,将可动触点(第1可动触点)31强制性地从固定触点(第1固定触点)11拉开。在本实施方式中,此时,第2可动触点32也被从第2固定触点21拉开。以下,将跳闸装置8强制性地将可动触点(第1可动触点)31从固定触点(第1固定触点)11拉开的动作称作“跳闸”。
在此,跳闸装置8不是只要在励磁线圈81流动有电流就会跳闸,而是在自固定件83作用于可动件82的吸引力超过了压接弹簧42的弹簧力时,才会跳闸。自固定件83作用于可动件82的吸引力根据在励磁线圈81内流动的电流(负载电流)的大小而变化。跳闸装置8构成为:在励磁线圈81内流动的电流为规定值以上的异常电流时,由励磁线圈81产生的磁性吸引力超过压接弹簧42的弹簧力。
在固定件83和筒体84的底壁之间配置有磁体9。磁体9是永磁体,在上下方向的两面具有极性彼此不同的第1磁极面和第2磁极面。磁体9的第1磁极面(上表面)与筒体84的底壁接触。磁体9的第2磁极面(下表面)与固定件83接触。即,磁体9被夹在固定件83和筒体84的底壁之间。例如,第1磁极面是N极面,第2磁极面是S极面,但也可以是相反的。
在跳闸装置8使可动件82移动至第2位置的情况下,磁体9利用由磁体9产生的磁通将可动件82保持于第2位置。即,本实施方式的电路切断装置100在跳闸装置8使可动件82移动至第2位置之后,利用由磁体9产生的磁性吸引力,将可动件82保持于第2位置。换言之,一旦跳闸装置8跳闸,可动件82移动到第2位置,可动件82就会被磁体9保持(锁定)于第2位置。
另外,在本实施方式中,磁体9配置为:在跳闸装置8使可动件82移动到第2位置的情况下,由励磁线圈81产生的磁通和由磁体9产生的磁通在可动件82内为相同的朝向。即,在可动件82位于第2位置的情况下,由励磁线圈81产生的磁通和由磁体9产生的磁通通过可动件82。于是,在本实施方式中,磁体9的磁极性(即,磁极面的朝向)设定为:在可动件82内,该磁体9产生的磁通的朝向与励磁线圈81产生的磁通的朝向相同。
本实施方式的电路切断装置100包括实施方式1的基本例的烟火致动器5中的点火器51和壳体52,但是不包括活塞53。另外,在本实施方式的电路切断装置100中,壳体52的形状与实施方式1的基本例不同。另外,本实施方式的点火器51与实施方式1的基本例同样,因此省略说明。
壳体52是金属制、例如铝或者铝合金制。壳体52形成为上表面开口且下表面封闭的有底圆筒状。
在壳体52的上侧部分的空间内嵌入有点火器51。壳体52(的内部空间)的上侧的开口被点火器51封闭。壳体52以封堵盖构件73的贯通孔731的方式安装于外壳7。
在壳体52的下表面的右侧和左侧的部分形成有将壳体52的内外连通的两个流路50。各流路50的第1端501与收纳室70连通,第2端502与壳体52的内部空间连通。在本实施方式中,在壳体52内没有设置气密空间。在本实施方式中,由点火器51产生的气体(经由壳体52的内部空间和流路50)直接向收纳室70内导入。
各流路50是直径恒定的圆柱状。两个流路50中的一者(图11、图12的左侧的流路50)以使由点火器51产生的气体向第1可动触点31和第1固定触点11之间的预定空间S1(参照图12)吹送的方式引导气体。两个流路50中的另一者(图11、图12的右侧的流路50)以使由点火器51产生的气体向第2可动触点32和第2固定触点21之间的预定空间S2(参照图12)吹送的方式引导气体。两个流路50分别从壳体52的内部朝向外侧向斜下方延伸。
(2.2)动作
接着,参照图11、图12,对上述的结构的电路切断装置100的动作进行说明。
在本实施方式的电路切断装置100中,励磁线圈81的第2端与电气回路(例如,构成电源系统200的回路)的第1端连接,第2电极22与电气回路的第2端连接。
在电气回路正常时,压接弹簧42的弹簧力大于自固定件83作用于可动件82的吸引力。因此,主要利用该弹簧力,以第1可动触点31与第1固定触点11连接、第2可动触点32与第2固定触点21连接的方式保持可动触头3(参照图11)。即,在电气回路正常时,可动件82位于距离固定件83最远的第1位置。另外,在电气回路正常时,可动触头3位于第1可动触点31与第1固定触点11接触且第2可动触点32与第2固定触点21接触的闭合位置。此时,电流从电气回路的第1端,依次通过励磁线圈81、第1固定端子1、可动触头3、第2固定端子2,朝向电气回路的第2端流动。
另一方面,当在电气回路(励磁线圈81)内流动的电流变为规定值以上的异常电流时(电气回路异常时),自固定件83作用于可动件82的吸引力超过压接弹簧42的弹簧力。由此,跳闸装置8跳闸,可动件82向第2位置移动,可动触头3向断开位置移动。结果,第1固定端子1和第2固定端子2之间的电路被切断,在第1固定端子1和第2固定端子2之间的电路内流动的电流被切断。
另外,当在电气回路(励磁线圈81)内流动的电流变为规定值以上的异常电流时,例如控制回路207通过电流传感器206检测到该异常电流。在检测到异常电流时,控制回路207使电流流过点火器51的一对针电极54之间,对发热元件515通电。由此,燃烧部513的火药燃烧,产生大量的气体,由于气体的压力而使金属套筒512的下壁的低强度部断裂,气体通过断裂的部分向壳体52的内部空间释放。
由点火器51产生的气体通过壳体52的流路50向收纳室70内导入。导入到收纳室70内的气体朝向第1可动触点31和第1固定触点11之间的预定空间S1、或者第2可动触点32和第2固定触点21之间的预定空间S2流动(参照图12的箭头W3)。
本实施方式的电路切断装置100也是,通过将由点火器51产生的气体(电绝缘性的气体)向收纳室70内导入,从而使收纳室70的压力增加。由此,在触点之间产生的电弧被冷却,电弧放电的等离子体或者金属蒸气的绝缘性提高,因此促进灭弧。
另外,自流路50导入收纳室70内的气体被向第1可动触点31和第1固定触点11之间的预定空间S1、或者第2可动触点32和第2固定触点21之间的预定空间S2吹送。由此,在触点之间产生的电弧被冷却,促进灭弧。
像这样,本实施方式的电路切断装置100也是,通过将由点火器51产生的气体向预定空间S1、S2导入,从而能够实现电弧的迅速的灭弧。
另外,跳闸装置8跳闸的时机和开始从点火器51释放气体的时机这两者哪个在前都可以。既可以在跳闸装置8跳闸之前开始从点火器51释放气体,也可以在跳闸装置8跳闸之后开始从点火器51释放气体,也可以同时进行。优选在跳闸装置8跳闸之后开始从点火器51释放气体。
(2.3)变形例
参照图13~图15,对实施方式2的变形例1的电路切断装置100进行说明。图13是变形例1的电路切断装置100的动作前的主要部分的剖视图。图14是从与图13正交的方向(右侧)观察的变形例1的电路切断装置100的动作前的主要部分的侧视图。图15是从与图14相同的方向观察的变形例1的电路切断装置100的动作后的主要部分的侧视图。以下,也将上述实施方式2的电路切断装置100称作实施方式2的基本例的电路切断装置100。
如图13、图14所示,变形例1的电路切断装置100在连接第1电极12和第2电极22之间的电路上仅包括一组可动触点31和固定触点11。具体而言,第1固定端子1是由具有导电性的金属材料形成的板状的构件。第1固定端子1在一端(图14的左端)具有第1固定触点11,另一端(图14的右端)作为第1电极12发挥功能。第2固定端子2由具有导电性的金属材料形成,且是比第1固定端子1短的板状的构件,配置为在上下方向上与第1固定端子1相对。第2固定端子2的一端(图14的右端)作为第2电极22发挥功能。可动触头3在一端(图14的左端)具有与固定触点11连接的可动触点31。另外,可动触头3和第2固定端子2不是通过由可动触点和固定触点的组合构成的触点组,而是通过编制铜线而成的编织线87连接。
另外,收纳点火器51的壳体52在该壳体52的底壁的中央仅包括一个流路50。并且,壳体52配置为流路50的第1端501朝向可动触点31和固定触点11之间的预定空间S1(参照图15)。由此,从与预定空间S1正交的方向导入气体。
另外,虽然图示省略,但是与实施方式2的基本例同样地,变形例1的电路切断装置100也包括外壳7,该外壳7在内部收纳第1固定触点11、可动触头3和轴831的上端部。点火器51和壳体52、编织线87、第2固定端子2的局部(左端部分)也配置于外壳7的内部(收纳室70内)。
本变形例也是,当在电气回路中流动有异常电流时,励磁线圈81被励磁,可动件82从第1位置(图14所示的位置)向第2位置(图15所示的位置)移动。伴随于此,可动触头3从断开位置(图14所示的位置)向断开位置(图15所示的位置)移动。另外,控制回路207使电流流过点火器51,从而自点火器51产生气体,该气体被向可动触点31和固定触点11之间的预定空间S1吹送。由此,在触点之间产生的电弧被冷却,因此能够实现电弧的迅速的灭弧。
另外,本变形例的电路切断装置100也与实施方式2的基本例同样地,可以包括用于将可动件82保持于第2位置的磁体9。
参照图16、图17,对实施方式2的变形例2的电路切断装置100进行说明。
本变形例的电路切断装置100在代替压接弹簧41而包括永磁体43来作为保持部4这方面,与实施方式2的基本例的电路切断装置100不同。其他方面与实施方式2的基本例的电路切断装置100同样,因此省略说明。
如图17所示,在本变形例的电路切断装置100中,可动触头3具有主体部33和一对突出部34,俯视时形成为十字形状。主体部33在左右方向上较长,在长度方向上的两端具有第1可动触点31和第2可动触点32。一对突出部34从主体部33的侧面向前后方向突出。在可动触头3的突出部34分别设有永磁体43。如图16所示,可动触头3的中心与壳体52的底面相对。另外,在外壳7的盖构件73的下表面,在壳体52的前后的位置(与永磁体43相对的位置)设有一对磁性构件(未图示),详细而言是铁片。
在变形例2中,铁片被永磁体43吸引,在铁片与永磁体43分离开的状态下,第1可动触点31与第1固定触点11连接、第2可动触点32与第2固定触点21连接(参照图16)。
本变形例也是,跳闸装置8跳闸,从而使可动件82克服铁片与永磁体43之间的磁性吸引力而从第1位置(图16所示的位置)向第2位置移动,可动触头3从闭合位置(图16所示的位置)向断开位置移动。由此,第1固定端子1与第2固定端子2之间的电路被切断。另外,此时,利用控制回路207,自点火器51产生气体,并将该气体向收纳室70内导入。由此,在触点之间产生的电弧被冷却,因此能够实现电弧的迅速的灭弧。
另外,在本变形例中,也可以在可动触头3设置磁性构件,在外壳7的盖构件73设置永磁体43。另外,也可以在永磁体43和磁性构件之间设置衬垫。也可以在永磁体43与磁性构件直接接触的状态下,可动触头3维持于闭合状态。另外,保持部4也可以包括压接弹簧41和永磁体43这两者。
参照图18,对实施方式2的变形例3的电路切断装置100进行说明。
本变形例的电路切断装置100主要在代替励磁线圈81、可动件82、固定件83、筒体84而包括双金属板88来作为跳闸装置8这方面,与实施方式2的基本例的电路切断装置100不同。其他方面与实施方式2的基本例的电路切断装置100同样,因此省略说明。
如图18所示,在本变形例的电路切断装置100中,可动触头3与实施方式1的基本例同样地被压接弹簧41保持于闭合位置。另外,在第1固定端子1和第2固定端子2的下表面隔着金属板89安装有双金属板88。双金属板88的下表面与可动触头3的上表面接触。
在本变形例中,当在可动触头3流动有异常电流时,双金属板88会向下方弯曲(参照图18的虚线)。由此,可动触头3从闭合位置向断开位置移动。
即,在本变形例的电路切断装置100中,在包含可动触点(第1可动触点)31和固定触点(第1固定触点)11的电路流动有异常电流时,双金属板88弯曲,从而使可动触头3向断开位置移动。
由此,能够将第1固定端子1和第2固定端子2之间的电路切断。
另外,在本变形例中,也可以设置保持机构,在利用双金属板88使可动触头3移动到断开位置之后,该保持机构将可动触头3保持于断开位置。保持机构也可以是例如设于可动触头3和外壳7的内壁的、永磁体和磁性构件的组合。另外,跳闸装置8也可以在励磁线圈81、可动件82、固定件83、筒体84的基础上还包括双金属板88。
实施方式2的基本例、变形例1~3的电路切断装置100也与实施方式1同样地可以包括磁轭61、62。
(3)其他变形例
电路切断装置100的用途并不限定于车辆300用的熔断器。电路切断装置100可以用于将有可能流过例如短路电流等较大的电流的任意的电气回路切断的用途。另外,电路切断装置100也可以是包括电磁体装置的继电器(电磁继电器)。
也可以在外壳7的收纳室70内形成有用于引导可动触头3的移动方向的引导件。引导件以沿着可动触头3的移动方向与可动触头3的侧面接触的方式在上下方向上较长地形成于收纳室70的内壁。由此,在可动触头3因烟火致动器5而移动时,可动触头3不容易倾斜。引导件也可以是从收纳室70的底面向上方延伸且贯穿可动触头3的杆。
实施方式1、实施方式2的基本例和各变形例的结构能够适当地进行组合。
参照图19~图21,对将实施方式1和实施方式2进行组合而得到的变形例的一具体例(具体例1)的电路切断装置100进行说明。本具体例的电路切断装置100作为所谓的常通型(b触点)的装置发挥功能。电路切断装置100包括励磁线圈81、点火器51和移动机构。
如图19所示,在外壳7的内部收纳有固定端子1(第1固定端子)1的固定触点(第1固定触点)11、第2固定端子2的第2固定触点21以及具有可动触点(第1可动触点)31和第2可动触点32的可动触头3。点火器51配置为与可动触头3的上表面相对。在外壳7的底壁形成有贯通孔,以覆盖底壁的贯通孔的方式固定有筒体84。另外,上端部与可动触头3结合的轴831配置为下端部穿过外壳7的底壁的贯通孔而暴露于筒体84内。在筒体84的内部配置有可动件82和压接弹簧42。可动件82与轴831的下端部结合。在比筒体84的底壁靠下侧的位置固定有固定件83。励磁线圈81配置为包围可动件82和固定件83的周围。
可动触头3在来自压接弹簧42的弹簧力等的作用下被保持在可动触点(第1可动触点)31与固定触点(第1固定触点)11接触的闭合位置(参照图19)。
在控制回路200的控制下,励磁线圈81的通电被控制。若励磁线圈81被通电,则在由励磁线圈81产生的磁通的作用下,可动件82向下方移动。若可动件82向下方移动,则轴831以及可动触头3也与可动件82一体地向下方移动,可动触头3从闭合位置(参照图19)向第1断开位置(参照图20)移动。另一方面,若对励磁线圈81的通电停止,则在压接弹簧42的弹簧力等的作用下可动件82向上方移动,可动触头3向闭合位置(参照图19)移动。
移动机构包含连接点火器51和可动触头3的空间(点火器51和可动触头3之间的空间)。即,本具体例的电路切断装置100是可动触头3直接受到由点火器51产生的气体的压力(可动触头3构成加压室520的外壁的局部)的结构,可动触头3直接受到来自点火器51的气体的压力而移动。移动机构使可动触头3从闭合位置(参照图19)或者第1断开位置(参照图20)向可动触点(第1可动触点)31从固定触点(第1固定触点)11分离的第2断开位置(参照图21)移动。此处的第2断开位置是与可动触头3位于第1断开位置的情况相比可动触点(第1可动触点)31进一步远离固定触点(第1固定触点)11的、可动触头3的位置。即,在本具体例中,闭合位置与第2断开位置之间的距离比闭合位置与第1断开位置之间的距离长。若可动触头3朝向第2断开位置向下方移动,则可动件82也向下方移动。可动件82在由磁体9产生的磁通的作用下被保持(锁定)于图21所示的位置。
参照图22、图23,对将实施方式1和实施方式2进行组合而得到的变形例的另一具体例(具体例2)的电路切断装置100进行说明。本具体例的电路切断装置100作为所谓的常断型(a触点)的装置发挥功能。电路切断装置100与上述具体例1的电路切断装置100同样地包括励磁线圈81、点火器51和移动机构。以下,以与上述的具体例1不同的方面为中心进行说明。
在图22所示的电路切断装置100中,固定件83在筒体84的内部固定于外壳7的底壁。固定件83在中央具有上下延伸的贯通孔。轴831的下端部穿过外壳7的底壁的贯通孔和固定件83的贯通孔向下方延伸,固定于可动件82。在可动件82和固定件83之间配置有复位弹簧85。励磁线圈81配置为包围可动件82和固定件83的周围。
可动触头3由于可动件82自复位弹簧85受到的弹簧力等而保持于可动触点(第1可动触点)31从固定触点(第1固定触点)11分离的第1断开位置(参照图22)。
若励磁线圈81被通电,则在由励磁线圈81产生的磁通的作用下,可动件82向上方移动。若可动件82向上方移动,则轴831以及可动触头3也与可动件82一体地向上方移动,可动触头3从第1断开位置(参照图22)向闭合位置(参照图23)移动。另一方面,若对励磁线圈81的通电停止,则在复位弹簧85的弹簧力等的作用下,可动件82向下方移动,可动触头3向第1断开位置(参照图22)移动。即,本具体例的电路切断装置100作为所谓的a触点的触点装置发挥功能。
移动机构是连接点火器51和可动触头3的空间(点火器51和可动触头3之间的空间)。即,可动触头3直接受到来自点火器51的气体的压力而移动。移动机构使可动触头3向可动触点(第1可动触点)31从固定触点(第1固定触点)11分离的第2断开位置(参照图22)移动。此处的第2断开位置与第1断开位置相同。即,在本具体例中,闭合位置与第2断开位置之间的距离和闭合位置与第1断开位置之间的距离相等。若可动触头3朝向第2断开位置向下方移动,则可动件82也向下方移动。
参照图24、图25,对将实施方式1与实施方式2进行组合而得到的变形例的又一具体例(具体例3)的电路切断装置100进行说明。本具体例的电路切断装置100具有在实施方式2的基本例的电路切断装置100(参照图11)中将烟火致动器5置换为实施方式1的一变形例的烟火致动器5(包括活塞53的烟火致动器5;参照图9)而成的构造。
在本具体例的电路切断装置100中,在点火器51产生气体时,被加压室520内的压力推动的活塞53按压可动触头3,从而能够使可动触头3向断开位置移动。另外,本具体例的电路切断装置100在跳闸装置8的励磁线圈81流动有异常电流时还能够利用由励磁线圈81产生的磁通所产生的电磁力使可动触头3向断开位置移动。图24是表示本具体例的电路切断装置100的图,是点火器51和跳闸装置8都未动作的状态的图。图25是表示本具体例的电路切断装置100的图,是活塞53被来自点火器51的气体的压力按压,可动触头3被该活塞53按压而移动至断开位置的状态的图。
参照图26~图28,对将实施方式1与实施方式2进行组合而得到的变形例的又一具体例(具体例4)的电路切断装置100进行说明。本具体例的电路切断装置100具有在上述具体例1的电路切断装置100(参照图19)中将烟火致动器5置换为实施方式1的一变形例的烟火致动器5(参照图9)而成的构造。
在本具体例的电路切断装置100中,可动触头3根据对励磁线圈81的通电的接通/断开,在闭合位置(参照图26)和第1断开位置(参照图27)之间移动。即,在励磁线圈81未通电的情况下,在来自压接弹簧42的弹簧力等的作用下,可动触头3被保持于可动触点(第1可动触点)31与固定触点(第1固定触点)11接触的闭合位置。另外,若励磁线圈81通电,则在由励磁线圈81产生的磁通所产生的电磁力的作用下,可动触头3被保持于可动触点(第1可动触点)31从固定触点(第1固定触点)11分离的第1断开位置。另外,若烟火致动器5被驱动而点火器51产生气体,则活塞53被加压室520内的压力向下方按压,可动触头3被活塞53按压,从而该可动触头3向第2断开位置(参照图28)移动。
参照图29~图31,对将实施方式1与实施方式2进行组合而得到的变形例的又一具体例(具体例5)的电路切断装置100进行说明。本具体例的电路切断装置100具有在上述具体例2的电路切断装置100(参照图22)中将烟火致动器5置换为实施方式1的一变形例的烟火致动器5(参照图9)而成的构造。
在本具体例的电路切断装置100中,可动触头3根据对励磁线圈81的通电的接通/断开,在闭合位置(参照图30)和第1断开位置(参照图29)之间移动。即,在励磁线圈81未通电的情况下,在来自复位压弹簧85的弹簧力等的作用下,可动触头3被保持于可动触点(第1可动触点)31从固定触点(第1固定触点)11分离的第1断开位置。另外,若励磁线圈81通电,则在由励磁线圈81产生的磁通所产生的电磁力的作用下,可动触头3被保持于可动触点(第1可动触点)31与固定触点(第1固定触点)11接触的闭合位置。另外,若烟火致动器5被驱动而点火器51产生气体,则活塞53被加压室520内的压力向下方按压,可动触头3被活塞53按压,从而该可动触头3向第2断开位置(参照图31)移动。在此,第2断开位置与第1断开位置相同。
具体例1~5的电路切断装置100也是将由点火器51产生的气体向外壳7的收纳室70内导入,从而促进电弧的灭弧。
另外,在具体例1、2、4、5中,在不使烟火致动器5驱动的情况下,能够将电路切断装置100用作包括触点装置的电磁继电器。
另外,闭合位置、第1断开位置、第2断开位置之间的关系并不限定于上述的各具体例所示的位置关系。即,闭合位置与第1断开位置之间的距离既可以比闭合位置与第2断开位置之间的距离长,也可以比闭合位置与第2断开位置之间的距离短,也可以与闭合位置与第2断开位置之间的距离相等。优选闭合位置与第2断开位置之间的距离比闭合位置与第1断开位置之间的距离长。
另外,具体例3~5的电路切断装置100也可以包括实施方式1的基本例的烟火致动器5。
另外,在上述的各具体例中,壳体52也可以包括作为止回机构的第2筒部(具有越向下侧直径越小的圆台状的内表面的部分)和第3筒部(具有直径比活塞53的基座533的直径小的筒状的内表面的部分)。
另外,在上述的各具体例中,电路切断装置100也可以包括保持件和压接用弹簧。保持件为矩形箱状,左右两面开口,可动触头3以沿左右方向贯穿的方式穿过该保持件。保持件的下壁与轴831的上端部结合。压接用弹簧在保持件的内部配置于保持件的下壁的上表面与可动触头3的下表面之间,对可动触头3向上方施力。采用该结构,能够确保在可动触头3位于闭合位置的情况下的、可动触点(第1可动触点)31与固定触点(第1固定触点)11之间的接触压力以及第2可动触点32与第2固定触点21之间的接触压力。
(4)技术方案
由以上说明的实施方式和变形例可知,第1技术方案的电路切断装置(100)包括固定端子(1)、可动触头(3)、移动机构、点火器(51)和收纳室(70)。固定端子(1)具有固定触点(11)。可动触头(3)具有与固定触点(11)连接的可动触点(31)。移动机构使可动触头(3)从闭合位置向断开位置移动。闭合位置是可动触点(31)与固定触点(11)连接时的可动触头(3)的位置。断开位置是可动触点(31)与固定触点(11)分离时的可动触头(3)的位置。点火器(51)通过燃烧而产生气体。收纳室(70)收纳固定触点(11)和可动触头(3)。在电路切断装置(100)中,气体向收纳室(70)导入。
根据第1技术方案,由点火器(51)产生的气体向收纳固定触点(11)和可动触头(3)的收纳室(70)导入。因此,在触点之间产生了电弧的情况下,也能够利用该气体实现电弧的迅速的灭弧。
第2技术方案的电路切断装置(100)在第1技术方案的基础上,气体向固定触点(11)与可动触头(3)位于断开位置的情况下的可动触点(31)之间的预定空间(S1)导入。
根据第2技术方案,由点火器(51)产生的气体向固定触点(11)与可动触头(3)位于断开位置的情况下的可动触点(31)之间的预定空间(S1)导入。因此,在触点之间产生了电弧的情况下,也能够利用该气体实现电弧的迅速的灭弧。
第3技术方案的电路切断装置(100)在第2技术方案的基础上,包括以将气体向预定空间(S1)吹送的方式引导气体的流路(50)。
根据第3技术方案,利用流路(50)将气体向电弧吹送,因此能够谋求促进电弧的灭弧。
第4技术方案的电路切断装置(100)在第2或第3技术方案的基础上,气体从与预定空间(S1)正交的方向导入该预定空间(S1)。
根据第4技术方案,能够使在预定空间(S1)产生的电弧有效地变形、伸长,因此能够促进电弧的灭弧,能够提高切断性能。
第5技术方案的电路切断装置(100)在第1~第4技术方案中任一技术方案的基础上,移动机构包括加压室(520)和活塞(53)。加压室(520)承受气体的压力。活塞(53)受到加压室(520)内的压力而移动,对位于闭合位置的可动触头(3)施加朝向断开位置的方向的力而使可动触头(3)移动。在电路切断装置(100)中,气体的一部分从加压室(520)向预定空间(S1)导入。
根据第5技术方案,能够使用气体的压力(能量)使可动触头(3)移动,并且能够通过将气体向预定空间(S1)导入而实现在触点之间产生的电弧的迅速的灭弧。
第6技术方案的电路切断装置(100)在第1~第4技术方案中任一技术方案的基础上,移动机构包括跳闸装置(8)。跳闸装置(8)根据在包含可动触点(31)和固定触点(11)的电路中流动的异常电流而使可动触头(3)从闭合位置向断开位置移动。
根据第6技术方案,在利用跳闸装置(8)将电路切断的装置(继电器等)中,能够实现在触点之间产生的电弧的迅速的灭弧。
第7技术方案的电路切断装置(100)在第6技术方案的基础上,跳闸装置(8)具有构成电路的一部分的励磁线圈(81)。跳闸装置(8)在电路流动有异常电流时利用由在励磁线圈(81)产生的磁通产生的电磁力使可动触头(3)向断开位置移动。
根据第7技术方案,在利用由在励磁线圈(81)产生的磁通产生的电磁力将电路切断的装置中,能够实现在触点之间产生的电弧的迅速的灭弧。
第8技术方案的电路切断装置(100)在第6或第7技术方案的基础上,跳闸装置(8)包括在电路流动有异常电流时弯曲的双金属板(88)。在电路流动有异常电流时,跳闸装置(8)的双金属板(88)弯曲,从而使可动触头(3)向断开位置移动。
根据第8技术方案,在利用双金属板(88)的弯曲来将电路切断的装置中,能够实现在触点之间产生的电弧的迅速的灭弧。
第9技术方案的电路切断装置(100)在第1~第8技术方案中任一技术方案的基础上,包括对可动触头(3)施加朝向闭合位置的方向的弹性力的弹性部(压接弹簧41、42)。
根据第9技术方案,能够将可动触头(3)保持于闭合位置。
第10技术方案的电路切断装置(100)在第1~第9技术方案中任一技术方案的基础上,包括用于将可动触头(3)保持于闭合位置的永磁体(43)。
根据第10技术方案,能够将可动触头(3)保持于闭合位置。
第11技术方案的电路切断装置(100)在第1~第10技术方案中任一技术方案的基础上,包含将气体密闭的空间,该空间包含收纳室(70)。
根据第11技术方案,向将气体密闭的空间内导入气体,从而该空间内的压力增加。由此,能够实现在触点之间产生的电弧的迅速的灭弧。
第12技术方案的电路切断装置(100)包括固定端子(1)、可动触头(3)、励磁线圈(81)和移动机构。固定端子(1)具有固定触点(11)。可动触头(3)具有与固定触点(11)连接的可动触点(31)。点火器(51)通过燃烧而产生气体。励磁线圈(81)使可动触头(3)从可动触点(31)与固定触点(11)连接的闭合位置向可动触点(31)与固定触点(11)分离的第1断开位置移动。移动机构使可动触头(3)向可动触点(31)与固定触点(11)分离的第2断开位置移动。
第2~第11技术方案的结构不是电路切断装置(100)的必要结构,能够适当地省略。
附图标记说明
100、电路切断装置;1、第1固定端子(固定端子);11、第1固定触点(固定触点);3、可动触头;31、第1可动触点(可动触点);41、压接弹簧(弹性部);42、压接弹簧(弹性部);43、永磁体;50、流路;51、点火器;520、加压室;53、活塞;70、收纳室;8、跳闸装置;81、励磁线圈;88、双金属板;S1、预定空间。
Claims (12)
1.一种电路切断装置,其中,
该电路切断装置包括:
固定端子,其具有固定触点;
可动触头,其具有与所述固定触点连接的可动触点;
移动机构,其使所述可动触头从所述可动触点与所述固定触点连接的闭合位置向所述可动触点与所述固定触点分离的断开位置移动;
点火器,其通过燃烧而产生气体;以及
收纳室,其收纳所述固定触点和所述可动触头,
所述气体向所述收纳室导入。
2.根据权利要求1所述的电路切断装置,其中,
所述气体向所述固定触点与所述可动触头位于所述断开位置的情况下的所述可动触点之间的预定空间导入。
3.根据权利要求2所述的电路切断装置,其中,
该电路切断装置包括流路,该流路以将所述气体向所述预定空间吹送的方式引导所述气体。
4.根据权利要求2或3所述的电路切断装置,其中,
所述气体从与所述预定空间正交的方向导入该预定空间。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电路切断装置,其中,
所述移动机构包括:
加压室,其承受所述气体的压力;以及
活塞,其受到所述加压室内的压力而移动,对位于所述闭合位置的所述可动触头施加朝向所述断开位置的方向的力而使所述可动触头移动,
所述气体的一部分从所述加压室向所述收纳室导入。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的电路切断装置,其中,
所述移动机构包括跳闸装置,
该跳闸装置根据在包含所述可动触点和所述固定触点的电路流动的异常电流而使所述可动触头从所述闭合位置向所述断开位置移动。
7.根据权利要求6所述的电路切断装置,其中,
所述跳闸装置具有构成所述电路的一部分的励磁线圈,该跳闸装置在所述电路流动有所述异常电流时利用由在所述励磁线圈产生的磁通产生的电磁力使所述可动触头向所述断开位置移动。
8.根据权利要求6或7所述的电路切断装置,其中,
所述跳闸装置包括双金属板,该双金属板在所述电路流动有所述异常电流时弯曲,
在所述电路流动有所述异常电流时,该跳闸装置的所述双金属板弯曲,从而使所述可动触头向所述断开位置移动。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的电路切断装置,其中,
该电路切断装置包括弹性部,该弹性部对所述可动触头施加朝向所述闭合位置的方向的弹性力。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的电路切断装置,其中,
该电路切断装置包括永磁体,该永磁体用于将所述可动触头保持于所述闭合位置。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的电路切断装置,其中,
该电路切断装置包含将所述气体密闭的空间,该空间包含所述收纳室。
12.一种电路切断装置,其中,
该电路切断装置包括:
固定端子,其具有固定触点;
可动触头,其具有与所述固定触点连接的可动触点;
点火器,其通过燃烧而产生气体;
励磁线圈,其使所述可动触头从所述可动触点与所述固定触点连接的闭合位置向所述可动触点与所述固定触点分离的第1断开位置移动;以及
移动机构,其使所述可动触头向所述可动触点与所述固定触点分离的第2断开位置移动。
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