CN116615794A - 断路器、配电盘和电弧行走板 - Google Patents

Abstract

断路器(10)是将负载和电源的电连接接通和断开的断路器。断路器(10)具备：灭弧栅极(82)，其将当在断路器(10)内的电路设置的触点部(11)断开时产生的电弧截断；电弧行走板(81)；以及壳体(20)，其收纳灭弧栅极(82)和电弧行走板(81)。电弧行走板(81)具备：端子部，其连接于电路；电弧行走部，其与灭弧栅极(82)相对配置；以及被固定部，其将端子部和电弧行走部连结，并固定于壳体(20)。电弧行走部的宽度比被固定部中的宽度最窄的部位的宽度窄。

Description

断路器、配电盘和电弧行走板

技术领域

本发明涉及断路器所使用的电弧行走板。

背景技术

已知有一种断路器，该断路器检测短路电流等异常电流，切断将负载和电源连接的电路。在专利文献1中公开了一种断路器，该断路器能够抑制部件数量的增加，且能够限制连杆构件相对于把手的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/167605号

发明内容

发明要解决的问题

上述那样的断路器具备灭弧装置，该灭弧装置用于熄灭在切断电路时产生的电弧。

本发明提供提高了电弧的切断性的断路器等。

用于解决问题的方案

本发明的一方案的断路器是将负载和电源的电连接接通和断开的断路器，其中，该断路器具备电弧行走板，所述电弧行走板具备：端子部，其连接于所述电路；电弧行走部，其与灭弧栅极相对配置，该灭弧栅极将在设于所述电路的触点部断开时产生的电弧截断；以及被固定部，其将所述端子部和所述电弧行走部连结，并固定于所述断路器的壳体，所述电弧行走部的宽度比所述被固定部中的宽度最窄的部位的宽度窄。

本发明的一方案的配电盘具备：所述断路器；以及壳体，其收纳所述断路器。

本发明的一方案的电弧行走板是将负载和电源的电连接接通和断开的断路器所使用的电弧行走板，其中，该电弧行走板具备：端子部，其连接于所述断路器内的电路；电弧行走部，其与灭弧栅极相对配置，该灭弧栅极将在设于所述电路的触点部断开时产生的电弧截断；以及被固定部，其将所述端子部和所述电弧行走部连结，并固定于所述断路器的壳体，所述电弧行走部的宽度比所述被固定部中的宽度最窄的部位的宽度窄。

发明的效果

根据本发明，实现提高了电弧的切断性的断路器等。

附图说明

图1是实施方式的断路器的外观立体图。

图2是表示实施方式的断路器的内部构造的第一图。

图3是表示实施方式的断路器的内部构造的第二图。

图4是表示实施方式的线圈单元的内部构造的图。

图5是实施方式的电弧行走板的外观立体图。

图6是实施方式的电弧行走板的俯视图。

图7是变形例1的电弧行走板的外观立体图。

图8是变形例2的电弧行走板的第一外观立体图。

图9是变形例2的电弧行走板的第二外观立体图。

图10是实施方式的配电盘的外观立体图。

具体实施方式

以下，参照附图具体地说明实施方式。另外，以下说明的实施方式均表示总括性或者具体性的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接方式、步骤、步骤的顺序等为一例，主旨并非限定本发明。另外，对于以下的实施方式的构成要素中的未记载于独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素来进行说明。

此外，各图是示意图，未必严格地进行图示。另外，存在如下情况：在各图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记，并且省略或简化重复的说明。

另外，存在如下情况：在以下的实施方式中用于说明的附图中示出坐标轴。存在如下情况：将Z轴方向正侧表示为上侧(上方)，将Z轴方向负侧表示为下侧(下方)。另外，X轴方向和Y轴方向是在与Z轴方向垂直的平面上相互正交的方向。

(实施方式)

[断路器的结构]

以下，对实施方式的断路器进行说明。图1是实施方式的断路器的外观立体图。图2和图3是表示实施方式的断路器的内部构造的图。图1和图2示出了触点部11(图3中图示)为断开状态时的断路器10，图3示出了触点部11为闭合状态时的断路器10。

断路器10是如下装置：用于配电盘等，将负载和电源的电连接接通和断开。在断路器10的插入口21插入有连接于负载的电线的端部，该端部电连接于在插入口21内设置的负载侧端子构造30。另外，在位于与插入口21相反的那一侧的插入口22插入有连接于电源的电线的端部，该端部电连接于在插入口22设置的电源侧端子构造70。

断路器10主要具备壳体20、负载侧端子构造30、线圈单元40、开闭机构50、双金属板60、电源侧端子构造70和灭弧装置80。以下，具体说明上述的各构成要素。

壳体20收纳负载侧端子构造30、线圈单元40、开闭机构50、双金属板60、电源侧端子构造70和灭弧装置80。壳体20以图中的X轴方向为厚度方向而具有扁平的形状，从X轴方向观察壳体20而得到的形状为凸字状。壳体20例如由具有绝缘性的树脂材料形成。

负载侧端子构造30是通过螺钉33的转动来按压固定电线的端部的所谓的柱端子(螺钉式端子)。负载侧端子构造30安装于壳体20内的插入口21附近。负载侧端子构造30具备负载侧端子板31、端子金属配件32和螺钉33。

负载侧端子板31是如下金属板：一个端部(Y轴方向负侧的端部)位于方筒状的端子金属配件32内，另一个端部(Y轴方向正侧的端部)电连接于线圈41。

端子金属配件32是具有沿着Y轴方向的筒轴线的方筒状的构造体，由金属材料形成。螺钉33以螺钉末端拧入到端子金属配件32的螺纹孔的状态收纳于壳体20内。

电线的端部向端子金属配件32与负载侧端子板31之间的空间插入。当螺钉33转动时，端子金属配件32向螺钉33的头侧移动，端子金属配件32与负载侧端子板31之间的空间变窄。由此，电线的端部被端子金属配件32和负载侧端子板31夹持。

线圈单元40在检测到短路电流等异常电流时通过驱动开闭机构50来使触点部11断开。图4是表示线圈单元40的内部构造(线圈架42内的构造)的图。具体而言，线圈单元40具备线圈41、线圈架42、固定柱塞43、可动柱塞44、螺旋弹簧45、顶销46和磁轭47。

线圈41是以卷绕轴线沿着Y轴方向的方式卷绕于线圈架42的电线。线圈41用于检测负载和电源的短路电流。线圈41的一个端部电连接且在结构上连接于负载侧端子板31，线圈41的另一个端部电连接且在结构上连接于磁轭47的主体部47a。线圈架42是具有沿着Y轴方向的筒轴线的圆筒状的构造体，安装于壳体20。

固定柱塞43和可动柱塞44位于线圈架42内。如图4所示，固定柱塞43固定于线圈架42的Y轴方向正侧。可动柱塞44位于比固定柱塞43靠Y轴方向负侧的位置，螺旋弹簧45位于固定柱塞43与可动柱塞44之间。可动柱塞44能够在线圈架42内沿着Y轴方向移动。通常情况下，可动柱塞44由于螺旋弹簧45的弹性力而位于线圈架42内的Y轴方向负侧。固定柱塞43和可动柱塞44由磁性材料形成。

顶销46插入到在固定柱塞43设置的开口，顶销46的Y轴方向负侧的端部固定于可动柱塞44，顶销46与可动柱塞44一体地移动。顶销46和可动柱塞44利用通过在线圈41流通短路电流而产生的电磁力来克服螺旋弹簧45的弹性力而向Y轴方向正侧移动，将开闭机构50的第一臂52a向Y轴方向正侧推出。由此，触点部11断开。当触点部11断开时，短路电流停止，由于螺旋弹簧45的弹性力而使可动柱塞44和顶销46返回至原来的位置。

磁轭47是如下构件：构成触点部11的固定触点，且也作为电弧行走板来发挥功能。磁轭47由磁性体材料形成。磁轭47具备主体部47a、电弧行走部47b和连结部47c。主体部47a位于线圈41的Z轴方向负侧，且与线圈41相对。在主体部47a电连接有线圈41的另一个端部。

电弧行走部47b位于比主体部47a靠Z轴方向负侧的位置，且与灭弧栅极82相对。电弧行走部47b是产生电弧的脚(电弧的起点)的部分。连结部47c位于主体部47a和电弧行走部47b的Y轴方向正侧，将主体部47a和电弧行走部47b连结。连结部47c构成触点部11的固定触点。

开闭机构50具有相互联动的把手51、第一连杆52和第二连杆53。开闭机构50与使把手51向Y轴方向负侧倾倒的开操作(断开操作)相应地使触点部11断开。另外，开闭机构50与使把手51向Y轴方向正侧倾倒的闭操作(接通操作)相应地使触点部11闭合。

把手51是开闭机构50中的由使用者操作的部分，向壳体20的外部暴露。把手51为如下构造：被扭簧(未图示)向Y轴方向负侧施力，当把手51克服扭簧的作用力而向Y轴方向正侧移动时，把手51被保持。把手51例如由具有绝缘性的树脂材料形成。

第一连杆52具有第一臂52a和第二臂52b，该第一臂52a如上所述当在线圈41流通短路电流时被顶销46推压，该第二臂52b如后所述在流通过电流时被双金属板60推压。当把手51被保持在接通的位置时，若第一臂52a或第二臂52b被推压，则保持被解除，通过扭簧的作用力来使把手51返回至断开的位置。然后，第二连杆53移动，触点部11断开。

第二连杆53构成触点部11的可动触点，且与把手51以及第一连杆52联动。在如上所述把手51处于接通的位置的情况下，第二连杆53与磁轭47的连结部47c接触，构成触点部11。在把手51处于断开的位置的情况下，第二连杆53从磁轭47的连结部47c分离。第二连杆53由金属材料形成，并通过编织铜线61而与双金属板60电连接。

双金属板60在检测到由过载引起的过电流时通过驱动开闭机构50来使触点部11断开。双金属板60是长条板状的构件，通过不同材料的金属板的贴合而形成。双金属板60例如是通过自发热而弯曲的直热型，但也可以是通过被加热器加热而弯曲的旁热型。

在双金属板60的Y轴方向负侧的面的中央部连接有编织铜线61，双金属板60由编织铜线61电连接于第二连杆53。在双金属板60的Z轴负方向的端部连接有编织铜线62，双金属板60由编织铜线62电连接于电源侧端子板71。另外，在双金属板60的Z轴负方向的端部连接有电弧行走板81，双金属板60还电连接于电弧行走板81。

当在双金属板60流通过电流时，双金属板60的温度上升，双金属板60弯曲。其结果，双金属板60的Z轴正方向的端部向Y轴方向正侧进行位移，将第二臂52b向Y轴方向正侧推出。由此，触点部11断开。当触点部11断开时，过电流停止，双金属板60的温度下降。其结果，双金属板60恢复为原来的形状。

电源侧端子构造70是通过螺钉73的转动来按压固定电线的端部的所谓的柱端子(螺钉式端子)。电源侧端子构造70安装于壳体20内的插入口22附近。电源侧端子构造70具备电源侧端子板71、端子金属配件72和螺钉73。

电源侧端子板71是如下金属板：一个端部(Y轴方向正侧的端部)位于方筒状的端子金属配件72内，另一个端部(Y轴方向负侧的端部)经由编织铜线62而电连接于双金属板60以及电弧行走板81。电源侧端子板71是弯曲成字母L状的板状。

端子金属配件72是具有沿着Y轴方向的筒轴线的方筒状的构造体，由金属材料形成。螺钉73以螺钉末端拧入到端子金属配件72的螺纹孔的状态收纳于壳体20内。

灭弧装置80将在触点部11断开时产生的电弧拉伸并截断而使其熄灭。灭弧装置80具备电弧行走板81和灭弧栅极82。也可以认为在灭弧装置80中还包括磁轭47的主体部47a以及电弧行走部47b。

电弧行走板81通过对长条板状的金属构件(金属板)进行弯折加工而形成。电弧行走板81沿着壳体20的底壁配置。电弧行走板81的Y轴方向正侧的端部连接于双金属板60的Z轴方向负侧的端部。电弧行走板81的Y轴方向负侧的端部与灭弧栅极82相对。

灭弧栅极82具备在Z轴方向上隔开间隔地配置的多个灭弧板以及支承多个灭弧板的支承部。多个灭弧板由金属材料形成。支承部由绝缘材料形成。此外，在壳体20设有排出口23，该排出口23用于排出由电弧产生的气体。此外，由被灭弧装置80减弱后的电弧产生的电流经由电弧行走部47b而向断路器10内的电路流通。

[电弧行走板的具体结构]

接下来，对电弧行走板81的具体结构进行说明。图5是电弧行走板81的外观立体图，图6是电弧行走板81的俯视图(从Z轴方向正侧观察到的图)。此外，在图5中还一并图示出双金属板60、编织铜线62以及电源侧端子板71。

电弧行走板81例如通过对由实施了镀铜的钢板等金属材料形成的长条状的平板(即金属板)进行弯折加工而形成。电弧行走板81具备端子部83、被固定部84和电弧行走部85。

端子部83是电弧行走板81中的与断路器10内的电路连接的部分。断路器10内的电路是电流的从电源向负载的路径，具体而言该电路由电源侧端子构造70、编织铜线62、双金属板60、编织铜线61、第二连杆53、磁轭47、线圈41和负载侧端子构造30构成。具体而言，端子部83包括被固定部84侧的第一端部86和与被固定部84相反的那一侧的第二端部87，且在第二端部87处连接于构成上述电路的双金属板60。

端子部83的第一端部86弯曲。换言之，第一端部86弯折。在断路器10中，通过使端子部83以第一端部86为起点弹性变形来实现双金属板60的位置调整。断路器10具备用于从壳体20(断路器10)的外部按压第二端部87的按压构造63(在图2和图3中图示)，电弧行走板81与基于按压构造63进行的按压的程度相应地以第一端部86为起点弹性变形。其结果，第一端部86的弯折程度发生变化，双金属板60的姿态发生变化。具体而言，按压构造63是调整螺钉构造，利用从外部插入的旋具来使螺钉转动，由此，Y轴方向上的位置发生变化。

这样，根据电弧行走板81的端子部83和按压构造63，能够调整双金属板60的位置。也就是说，能够通过双金属板60的变形来调整触点部11断开时的电流值。

被固定部84是电弧行走板81中的将端子部83和电弧行走部85连结的部分，位于端子部83与电弧行走部85之间，且是在电弧行走板81中宽度最宽的部分。也就是说，被固定部84的宽度W1(在图6中图示)在电弧行走板81中最宽。此处的宽度意为与电弧行走板81的长度方向(Y轴方向)交叉的方向(X轴方向)上的宽度。被固定部84通过插入到在壳体20的内壁设置的凹部(槽)而固定于壳体20。此外，被固定部84还具有与电弧行走部85相同的功能。

电弧行走部85是电弧行走板81中的产生电弧的脚(电弧的起点)的部分，与灭弧栅极82相对配置。如图6所示，电弧行走部85的宽度W2比端子部83的宽度W3以及被固定部84的宽度W1窄。

这样，若电弧行走部85的宽度W2较窄，则通过抑制电弧扩展的情况(即提高电弧的行走性)，能够提高电弧电压。若提高电弧电压，则提高电弧的切断性。另外，通常的电弧行走部存在设有插入到壳体20的宽幅部的情况，但电弧行走部85不设置宽幅部而设为简单的长条板状，由此，实现了电弧行走板81的成本的降低。

电弧行走部85的宽度W2例如为2mm以上且3mm以下左右。通过设为2mm以上，从而在制造电弧行走板81时能够使电弧行走部85的形状稳定。另外，根据发明人等的深入研究的结果，认为若电弧行走部85的宽度设为3mm以下，则能可靠地获得提高电弧的切断性的效果。

此外，在电弧行走板81中，被固定部84的宽度W1以及电弧行走部85的宽度W2是恒定的，但也可以不是恒定的。在该情况下，例如构成为电弧行走部85的宽度最大的部位的宽度比被固定部84的宽度最小的部位的宽度窄。

[电弧行走板的变形例1]

在电弧行走板81中，在电弧行走部85的靠近被固定部84的位置设有弯曲部88。也可以在弯曲部88设有肋。图7是这样的变形例1的电弧行走板的外观立体图。

如图7所示，在变形例1的电弧行走板81a中，在弯曲部88设有肋88a。电弧行走板81a仅该方面与电弧行走板81不同。肋88a例如通过使弯曲部88进一步凹陷的肋加工而形成。根据这样的肋88a，能够加强弯曲部88。另外，根据这样的肋88a，能够使电弧集中于肋88a的部分，并且能够进一步抑制电弧扩展的情况。也就是说，能提高电弧的切断性。

[电弧行走板的变形例2]

在电弧行走板81中，端子部83、被固定部84和电弧行走部85一体形成，但电弧行走部85也可以通过将独立于端子部83以及被固定部84的构件安装于端子部83而形成。图8是这样的变形例2的电弧行走板的外观立体图。图9是相当于电弧行走部的构件被分离的状态的变形例2的电弧行走板的外观立体图。此外，在图8中还一并图示出双金属板60、编织铜线62以及电源侧端子板71。

如图8和图9所示，变形例2的电弧行走板81b具备电弧行走部85b，电弧行走部85b通过将独立于端子部83以及被固定部84的线材安装于端子部83而形成。电弧行走部85b的原本的线材例如为实施了镀镍的钢线，但没有特别限定。线材的直径例如为1.6mm左右。此外，在电弧行走板81b中，电弧行走部85b的至少一部分由线材形成即可，也可以是，电弧行走部85b的一部分是与端子部83一体形成的金属板。

如图9所示，电弧行走部85b通过在将电弧行走部85b的原本的线材的端部插入到在被固定部84设置的缺口部84b(狭缝部)之后进行压紧(日文：かしめ)加工而形成。此外，电弧行走部85b也可以通过将电弧行走部85b的原本的线材的端部焊接于被固定部84而形成，在该情况下，也可以不在被固定部84设置缺口部84b。

在电弧行走板81b中也是，电弧行走部85b的宽度比端子部83的宽度以及被固定部84的宽度窄。这样，若电弧行走部85b的宽度较窄，则能够通过抑制电弧扩展的情况来提高电弧电压。若提高电弧电压，则提高电弧的切断性。另外，压紧加工是比较容易的加工方法，线材的材料费也比较廉价。因此，根据电弧行走板81b，能够以低成本实现断路器10的电弧的切断性的提高。

[配电盘的结构]

本发明也可以作为具备断路器10的配电盘来实现。图10是实施方式的配电盘的外观立体图。

如图10所示，配电盘100具备壳体101，在壳体101的内部具备至少一个断路器10。配电盘100也可以具备多个断路器10。断路器10也可以用作将分支电路中的负载和电源的电连接接通和断开的分支断路器，也可以用作将主干电路中的负载和电源的电连接接通和断开的主干断路器。此外，断路器10也可以具备上述的任一电弧行走板。

这样的配电盘100作为提高了电弧的切断性的配电盘是有用的。

[效果等]

如以上说明的那样，断路器10是将负载和电源的电连接接通和断开的断路器。断路器10具备：灭弧栅极82，其将当在断路器10内的电路设置的触点部11断开时产生的电弧截断；电弧行走板81；以及壳体20，其收纳灭弧栅极82和电弧行走板81。电弧行走板81具备：端子部83，其连接于上述电路；电弧行走部85，其与灭弧栅极82相对配置；以及被固定部84，其将端子部83和电弧行走部85连结，并固定于壳体20。电弧行走部85的宽度比被固定部84中的宽度最窄的部位的宽度窄。

这样的断路器10作为提高了电弧的切断性的断路器10是有用的。

另外，电弧行走部85和被固定部84一体形成。

这样，电弧行走板81能够通过金属板的弯折加工等而由单一的构件制作。

另外，端子部83的被固定部84侧的第一端部86弯曲。断路器10还具备：双金属板60，其连接于端子部83的与被固定部84相反的那一侧的第二端部87；以及按压构造63，其用于从壳体20的外部按压第二端部87。双金属板60的姿态与按压构造63的按压的程度相应地发生变化。

根据这样的按压构造63，能够通过双金属板60的变形来调整触点部11断开时的电流值。

另外，在电弧行走板81a中，电弧行走部85具有弯曲部88，在弯曲部88设有肋88a。

根据这样的肋88a，能够加强弯曲部88。另外，根据这样的肋88a，能够使电弧集中于肋88a的部分，并且能够进一步抑制电弧扩展的情况。

另外，例如，在电弧行走板81b中，电弧行走部85b的至少一部分由线材形成。

这样，电弧行走板81b能够由线材来实现。

另外，例如，电弧行走部85b通过将上述线材压紧于被固定部84而形成。

这样，电弧行走板81b能够通过将线材压紧于被固定部84来制作。

另外，配电盘100具备：断路器10；以及壳体101，其收纳断路器10。

这样的配电盘100作为提高了电弧的切断性的配电盘是有用的。

另外，电弧行走板81是将负载和电源的电连接接通和断开的断路器10所使用的电弧行走板。电弧行走板81具备：端子部83，其将电弧行走板81连接于断路器10内的电路；电弧行走部85，其与灭弧栅极82相对配置，该灭弧栅极82将在设于上述电路的触点部11断开时产生的电弧截断；以及被固定部84，其将端子部83和电弧行走部85连结，并固定于断路器10的壳体20。电弧行走部85的宽度比被固定部84中的宽度最窄的部位的宽度窄。

这样的电弧行走板81能够提高断路器10的电弧的切断性能。

(其他实施方式)

以上，对实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。

另外，本发明的普遍性或者具体性的方式也可以由系统、装置、方法中的任一者来实现。例如，本发明也可以作为断路器、配电盘或者电弧行走板的制造方法来实现。

此外，对各实施方式和变形例实施本领域技术人员所能想到的各种变形而得到的方式、通过在不脱离本发明的主旨的范围内任意地组合实施方式中的构成要素和功能而实现的方式也包含在本发明中。

附图标记说明

10、断路器；11、触点部；20、101、壳体；60、双金属板；63、按压构造；81、81a、81b、电弧行走板；82、灭弧栅极；83、端子部；84、被固定部；85、85b、电弧行走部；86、第一端部；87、第二端部；88、弯曲部；88a、肋；100、配电盘。

Claims (8)

1.一种断路器，其是将负载和电源的电连接接通和断开的断路器，其中，

该断路器具备电弧行走板，

所述电弧行走板具备：

端子部，其连接于所述电路；

电弧行走部，其与灭弧栅极相对配置，该灭弧栅极将在设于所述电路的触点部断开时产生的电弧截断；以及

被固定部，其将所述端子部和所述电弧行走部连结，并固定于所述断路器的壳体，

所述电弧行走部的宽度比所述被固定部中的宽度最窄的部位的宽度窄。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中，

所述电弧行走部的至少一部分由线材形成。

3.根据权利要求2所述的断路器，其中，

所述电弧行走部通过将上述线材压紧于所述被固定部而形成。

4.根据权利要求1所述的断路器，其中，

所述电弧行走部和所述被固定部一体形成。

5.根据权利要求4所述的断路器，其中，

所述电弧行走部具有弯曲部，

在所述弯曲部设有肋。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的断路器，其中，

所述端子部的所述被固定部侧的第一端部弯曲，

所述断路器还具备：

双金属板，其连接于所述端子部的与所述被固定部相反的那一侧的第二端部；以及

按压构造，其用于从所述壳体的外部按压所述第二端部，

所述双金属板的姿态与所述按压构造的所述按压的程度相应地发生变化。

7.一种配电盘，其中，

该配电盘具备：

权利要求1～6中任一项所述的断路器；以及

壳体，其收纳所述断路器。

8.一种电弧行走板，其是将负载和电源的电连接接通和断开的断路器所使用的电弧行走板，其中，

该电弧行走板具备：

端子部，其连接于所述断路器内的电路；

电弧行走部，其与灭弧栅极相对配置，该灭弧栅极将在设于所述电路的触点部断开时产生的电弧截断；以及

被固定部，其将所述端子部和所述电弧行走部连结，并固定于所述断路器的壳体，

所述电弧行走部的宽度比所述被固定部中的宽度最窄的部位的宽度窄。