CN102129941B - 电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，如果电路断路器中的开关机构部的跳闸断路时间较长，则在利用柱塞将可动接触件强制跳闸后，通过由柱塞内的压缩弹簧及可动接触件的复位弹簧产生的力，可动接触件接近固定接触件，而容易产生再起弧，因此，断路性能降低。本发明提供一种电路断路器，其由柱塞(31)、绝缘杆(32)、安装有可动触点(4b)的可动接触件(4)、安装有固定触点(3b)的固定接触件、横杆、压簧、锁止部、弹键、肘杆机构构成可动接触件的瞬时跳闸部，在柱塞(31)驱动时，通过使锁止部(21)与弹键(22)碰撞，提高弹键(22)的旋转速度，由此缩短机构整体的跳闸断路时间。

Description

电路断路器

技术领域

本发明涉及一种电路断路器，特别地，涉及一种电路断路器的开关机构部。

背景技术

作为电路断路器的开关机构部，例如在专利文献1所记载的现有的电路断路器中，使可动接触件跳闸的螺线管由线圈和柱塞构成，在线圈中流过如短路电流那样的大于或等于额定数倍的电流时，通过螺线管部的动作，柱塞的一端首先驱动跳闸零件，使弹键连杆以及所连结的连杆脱离，从而将可动接触件强制跳闸。由于弹键事先已经脱离，所以连杆机构部进行动作，通过使可动接触件位于断路位置的动作，完成断路动作。

专利文献1：日本特公昭59-42938号公报(第2-3页，图1)

发明内容

开关机构部进行跳闸断路的整体时间为跳闸零件、弹键连杆、所连结的连杆的移动时间，通过各个部件的惯性力矩、质量、复位弹簧力等确定开关机构部的断路时间。在上述现有的电路断路器的开关机构部的结构中，相对于使可动接触件强制跳闸的时间，连杆机构部的断路时间大幅延迟。因此，由于在利用柱塞使可动接触件强制跳闸后，如果驱动柱塞的电流消失，则由柱塞产生的对可动接触件的保持力消失，通过柱塞内的压缩弹簧及可动接触件的复位弹簧产生的力，使可动接触件接近固定接触件，容易产生再起弧，所以产生断路性能降低的课题。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种电路断路器，其缩短跳闸时的断路时间，提高断路性能。

本发明所涉及的电路断路器，在短路断路时，利用柱塞驱动以及绝缘杆使可动接触件分离开后，驱动锁止部，在解除与弹键之间的卡合后，使锁止部与弹键接触，施加转矩，由此提高弹键的旋转速度。

发明的效果

根据本发明，可以得到一种电路断路器，其通过提高弹键的旋转速度，从而缩短跳闸时的断路时间，提高断路性能。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的外观的斜视图。

图2是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的接通状态的侧视剖面图。

图3是本发明的实施方式1中的接通状态的包含锁止部和弹键的开关机构部的剖面图。

图4是本发明的实施方式1中的跳闸断路瞬间的包含锁止部和弹键的开关机构部的剖面图。

图5是本发明的实施方式1中的电路断路器的接通状态下的锁止部和弹键的斜视图。

图6是本发明的实施方式1中的电路断路器的跳闸断路瞬间的锁止部和弹键的斜视图。

图7是表示在本发明的实施方式1的锁止部旋转时不与弹键接触的情况下，主要开关机构部件的动作定时的时序图。

图8是表示在本发明的实施方式1的锁止部旋转时与弹键接触的情况下，主要开关机构部件的动作定时的时序图。

图9是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的接通状态。

图10是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的断开状态。

图11是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的跳闸状态。

图12是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的复位状态。

图13是本发明的实施方式1中的跳闸断路瞬间的锁止部和弹键的剖面图。

图14是本发明的实施方式1中的复位状态下的锁止部和弹键的剖面图。

图15是本发明的实施方式2所涉及的锁止部和弹键弯曲部的接通状态下的斜视图。

图16是本发明的实施方式2所涉及的锁止部和弹键弯曲部的跳闸瞬间的斜视图。

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中的电路断路器的外观的斜视图，图2是表示本发明的实施方式1中的电路断路器的接通状态的侧视剖面图，图3是本发明的实施方式1中的接通状态的包含锁止部和弹键的开关机构部的剖面图，图4是本发明的实施方式1中的跳闸断路瞬间的包含锁止部和弹键的开关机构部的剖面图，图5是本发明的实施方式1中的电路断路器的接通状态下的锁止部和弹键的斜视图，图6是本发明的实施方式1中的电路断路器的跳闸断路瞬间的锁止部和弹键的斜视图。

在图1中，电路断路器成为下述构造，即，由树脂制的盖体1和树脂制的基座2覆盖，在端子24上连接配线，通过手柄16实现开关操作。

在图2中，断路器主体由树脂制的盖体1和树脂制的基座2覆盖，在固定接触件3上设置有固定触点3a。与固定接触件3相对地配置的可动接触件4可以以旋转支点4a为中心进行旋转，通过旋转与固定接触件3接触/分离。在可动接触件4与固定接触件3接触时，设置在固定接触件3上的固定触点3a与设置在可动接触件4上的可动触点4b接触。消弧板5设置在固定接触件3和可动接触件4附近，在保持有可动接触件4的绝缘横杆6上，设置有旋转轴6a。下连杆9的图中右端部通过连结销8与绝缘横杆6结合。上连杆11通过结合销10与下连杆9连结，结合销10成为铰链部，构成肘杆机构。

杠杆13利用通过翻边加工形成的连结部13a进行结合，该连结部13a用于旋转连结上连杆11的一端部和杠杆13。轴14成为杠杆13的支点，杠杆13以轴14为中心进行旋转。进行开关动作的手柄16的臂部为手柄臂15，以支点15a为中心进行旋转。在结合销10和设置于手柄臂15上的钩挂部15b之间，架设用于施加拉伸力的开关弹簧(未图示)。锁止部21以轴21a为支点，由旋转弹簧20向图中顺时针方向预紧。

弹键22以旋转轴22a附近为中心进行旋转，弹键22的图中左端与锁止部21卡合。弹键销22b配置在与锁止部21具有少许间隙的位置上。端子24经由具有挠性的导体23、双金属片部25、线圈26与固定接触件3连接。相同地，端子28经由具有挠性的导体27与可动接触件4连接。通过使用压缩弹簧构成的压簧29向可动接触件4的可动触点4b施加接触压力。通过柱塞31、压缩弹簧33、磁轭34、绝缘杆32驱动可动接触件4，可动接触件4的最大打开量由止动器35进行限制。

下面，对动作进行说明。在图2中的接通状态下，下连杆9以及上连杆11通过作用在结合销10上的来自开关弹簧的拉伸力而伸展，以使得将连结部13a的旋转中心和结合销10的中心点连结的上连杆轴线、与将连结销8的中心点和结合销10的中心点连结的下连杆轴线成为大致一条直线。另外，横杆6以旋转轴6a为中心受到图中顺时针方向的旋转力，将可动接触件4按压在固定接触件3上。

在图3所示的接通状态下，如果大于或等于额定数倍的短路电流流过线圈26，则通过柱塞31和磁轭34的磁路使柱塞31开始向图中右方移动，首先由柱塞31的设置在图中左端的T字状部31b钩挂锁止部21，使锁止部21向图中逆时针方向旋转，然后，利用绝缘杆32的图中右端按压可动接触件4，将可动接触件4强制跳闸。

然后，如图4所示，在柱塞31与磁轭34之间的间隙消失时，设置在柱塞31上的凸起部31a与磁轭34抵接，柱塞31向图中右方的移动就此停止。另一方面，可动接触件4经由绝缘杆32而被柱塞31加速，利用对应于与绝缘杆32分离时的初速度的动能、和将压缩弹簧29压缩时压缩弹簧29所积蓄的势能的平衡，与固定接触件3分离。实际上，在产生短路电流时，在柱塞31上瞬间产生较大的电磁力，由包括绝缘杆32在内的移动速度形成的动能，与压簧29所积蓄的势能相比非常大，可动接触件4的速度瞬间增大，速度几乎不降低地与固定接触件3分离。

在此期间，锁止部21和弹键22进行下述动作。从图5的位置开始，由柱塞31如上述所示旋转驱动锁止部21，在锁止部21与弹键22在图中左端的卡合解除，弹键可以自由转动后，通过锁止部21的倾斜部21b与弹键22的弹键销22b接触，由此向弹键22施加强制旋转力。然后，弹键22进行高速旋转而成为图6所示的状态。此外，在上述接触时，弹键销22b进入设置在倾斜部21b上的凹部中。然后，在图2中，通过弹键卡合部22c与杠杆13的卡合解除，杠杆13以轴14为中心向图中顺时针方向旋转，从而肘杆机构弯曲为L字状，将横杆6向图中逆时针方向旋转驱动，从而进行跳闸动作。

以上，在本发明的实施方式1所涉及的电路断路器中，通过锁止部21与弹键22接触并施加转矩，从而使弹键22的旋转速度提高，可以缩短开关机构部的跳闸动作时间。

下面，使用图7及图8，详细说明在本发明的实施方式1所涉及的电路断路器中，缩短开关机构部的跳闸动作时间这一点。图7是表示在如现有的电路断路器那样锁止部在旋转时不与弹键接触的情况下，主要开关机构部件的动作定时的例子的时序图，图8是表示在本发明的实施方式1的锁止部在旋转时与弹键接触的情况下，主要开关机构部件的动作定时的例子的时序图。

如图7所示，如果在线圈26中流过大于或等于额定数倍的短路电流，则柱塞31的移动瞬间进行，柱塞31的位移x在Δt1a＝1～2ms的短期间内迅速变化。由于在柱塞31的移动中途，锁止部21被柱塞31旋转驱动，所以旋转角(锁止部角度)持续增加。如果锁止部21旋转，则与弹键22之间的卡合解除，弹键22的旋转角(弹键角度)也持续增加。如果弹键22旋转，则利用前面所说明的方法，使杠杆13、肘杆机构进行旋转动作，实现横杆6的断路动作，横杆的旋转角(横杆角度)也持续增加。

在这里，在弹键22和杠杆13的卡合解除之前，肘杆机构不进行跳闸动作，不进行横杆6的断路。弹键22的断路时间由通过开关弹簧从杠杆13受到的力和弹键22的惯性力矩确定，在这里，弹键22的旋转完成时间为Δt2a＝4ms，然后，在上述中途，肘杆机构进行跳闸动作，其结果，至横杆6进行断路为止的时间为Δt3a＝8ms。

因此，如果在锁止部21旋转后，向弹键22施加旋转力，则可以使弹键22旋转完成的时间缩短，使整体的断路时间加快。在弹键22上追加弹键销22b的情况下，如前面的说明所示，将来自锁止部21的旋转力向弹键22传递。由此，如果如图8所示弹键移动时间缩短为例如Δt2b＝2ms，则在上述中途的肘杆机构的跳闸动作的开始定时提前，至横杆6断路为止的时间缩短为Δt3b＝6ms。

下面，说明电路断路器分别向接通状态、断开状态、跳闸状态、复位状态转移时的开关机构部的动作。图9是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的接通状态，图10是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的断开状态，图11是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的跳闸状态，图12是开关机构部的剖面图，示出本发明的实施方式1中的电路断路器的复位状态，图13是本发明的实施方式1中的跳闸断路瞬间的锁止部和弹键的剖面图，图14是本发明的实施方式1中的复位状态下的锁止部和弹键的剖面图。

在图9所示的接通状态下，如前面的说明所示，横杆6受到以旋转轴6a为中心沿图中顺时针方向的旋转力，将可动接触件4按压在固定接触件3上。

在图10所示的断开状态下，是从接通状态使手柄16向图中逆时针方向旋转的情况，由于在结合销10和设置于手柄臂15上的钩挂部15b之间，架设用于施加拉伸力的开关弹簧，所以通过该弹簧力线的作用，横杆6以旋转轴6a为中心沿图中逆时针方向承受旋转力，可动接触件4成为与固定接触件3分离的状态。

如果在图9所示的接通状态下流过短路电流，则如前面的说明所示，通过由线圈26、柱塞31、磁轭34构成的短路电流检测装置，使锁止部21以轴21a为中心向图中逆时针方向旋转，由此与弹键22之间的卡合解除，弹键22开始向图中顺时针方向旋转。然后，弹键22与杠杆13之间的卡合解除，通过开关弹簧的拉伸力经由上连杆11进行作用，从而杠杆13以轴14为中心向图中顺时针方向旋转。与此相伴，上连杆11和下连杆9在手柄16的下侧弯曲为L字状，横杆6向图9的图中逆时针方向被转动驱动，成为图11所示的跳闸状态(将这一系列的动作总称为跳闸动作)。

另外，如果从图11所示的跳闸状态，握持手柄16向图中逆时针方向进行转动操作，则手柄臂15相同地向图中逆时针方向被驱动，通过开关弹簧的作用，杠杆13以轴14为中心向图中逆时针方向转动。然后，通过旋转弹簧20的作用力，弹键22向图中逆时针方向转动而返回规定位置，锁止部21向图中顺时针方向转动而返回规定位置，杠杆13与弹键22卡合，弹键22与锁止部21卡合，成为图12所示的复位状态(复位动作)。在这里，在弹键22向图中逆时针方向旋转时，虽然弹键销22b如图6所示进入锁止部21的倾斜部21b的凹部，但如果进行复位动作，则通过旋转弹簧20的作用，锁止部21在图中顺时针方向上受到旋转力，弹键22在图中逆时针方向上受到旋转力，在此基础上，通过弹键销22b与锁止部21的倾斜部21b接触，而成为使锁止部21旋转的辅助力并施加旋转。

另外，弹键销22b和锁止部21b为图13所示的位置关系，设计为复位动作时不会发生干涉的位置，在复位完成时成为图14所示的位置关系。通过进行上述动作，而进行机构的复位动作，如果手柄的作用力消失，则成为图10的断开状态。

如果从该断开状态，握持手柄16而向图中逆时针方向进行转动操作，则开关弹簧以从下向上通过上连杆轴线的死点为界，架设在结合销10上的开关弹簧的作用力方向再次反转，通过使上连杆和下连杆伸展的瞬动(snap)动作，将横杆6向图中顺时针方向转动驱动，将可动接触件4按压在固定接触件3上，成为图9的接通状态。

根据本实施方式，由于在柱塞31驱动时，弹键销22b与锁止部21的倾斜部21b接触，提高弹键22的旋转速度，所以缩短开关机构部整体的跳闸断路时间，提高断路性能。

实施方式2

图15是本发明的实施方式2所涉及的锁止部21和弹键弯曲部在接通状态下的斜视图，图16是本发明的实施方式2所涉及的锁止部和弹键弯曲部在跳闸瞬间的斜视图。对于与实施方式1相同的结构，标注相同的标号，省略说明。

在上述弹键22上设置弯曲部22d，锁止部21的倾斜部21b与弹键22的弹键销22b碰撞，可以得到如实施方式1所说明的情况相同的作用和效果。另外，由于弯曲部22d可以通过弹键22的弯曲加工而一体形成，所以还可以得到节省组装工时、降低制作成本的效果。

Claims (3)

1.一种电路断路器，其具有：

可动接触件，其具有可动触点；

固定触点，其与所述可动触点接触／分离；

线圈，其与所述固定触点电气连接，通入电流；

柱塞，其在所述线圈中通入短路电流时被驱动；

绝缘杆，其与所述柱塞的一端连接，伴随着所述柱塞的驱动而按压所述可动接触件，使所述可动接触件相对于所述固定触点进行跳闸；

锁止部，其伴随着所述柱塞的驱动而被驱动；

弹键，其通过所述锁止部的驱动而解除与所述锁止部之间的卡合，由此弹键可自由转动；

肘杆机构，其与杠杆连结，通过在所述弹键可以自由转动后利用由所述锁止部施加的旋转力使得所述弹键转动，从而使所述弹键和所述杠杆之间的卡合解除，并且所述肘杆机构弯曲；以及

绝缘横杆，其与所述肘杆机构连结，通过所述肘杆机构的弯曲，所述绝缘横杆进行旋转，从而驱动所述可动接触件，

该电路断路器的特征在于，

在所述锁止部伴随着所述柱塞的驱动而被驱动时，所述锁止部与所述弹键接触。

2.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

在所述弹键上设置弹键销，所述锁止部所接触的部分为该弹键销。

3.根据权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，

在所述弹键上设置一体的弯曲部，所述锁止部所接触的部分为该弯曲部。

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