专利名称：电路断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路断路器，尤其涉及在切断流入电路的过电流时能使触头可靠地断开的电路断路器改进。
背景技术：
通常，电路断路器用作在电路中有称为短路电流的故障电流成为过电流而流过电路时将电路切断，它是通过用流入该电路断路器的断路电路中的过电流使磁铁启动、从而使触头脱开而进行断路的。在这种电路断路器中设有消弧装置，用以消除在触头脱开时所产生的电弧，避免断路时间拉长。
作为传统的电路断路器，有例如图5所示的、日本专利特开平10-172409号公报所示的电路断路器(以下称之为“传统装置”)。该传统装置中的绝缘框体20系由合成树脂材料所做成的底座21及盖子22构成。在断路电路中设有固定触头23、固定在固定触头23上的固定触点24、以及具有对着该固定触点接触、脱开的活动触点25a的活动触头25。26为一体地支承该活动触点25的摇臂，它由U字形沟26a、挡块卡合部26b以及供下述的轴27卡合的长孔26c构成。
27是成为摇臂26和活动触头25的转动中心的轴，它支承于绝缘框体上。28是对活动触头25向脱开固定触点24的方向加力的主弹簧，29是由合成树脂做成的、从外部进行开闭操作的手柄，30是将手柄29向逆时针方向加力的复位弹簧，31是由圆形棒材弯曲成U字形后形成的操作连杆，其一端与手柄29卡合，而另一端与下述止动杆32的连杆卡合沟32a卡合。另外，手柄29系由突出于绝缘框体20之外的握手部29b和与操作连杆31相连接的突出部29c构成。
32是轴支于27上的止动杆，它是由与操作连杆31的另一端相卡合的连杆卡合沟32a、接受下述电磁跳闸部34的杆37的按压力的闸柄片32b、以及承受因下述双金属杆33的弯曲所产生的按压力而使操作连杆31与连杆卡合沟32的卡合松开的方向的力的闸柄片32c构成。此外，在摇臂26与止动杆32之间压缩设置复位弹簧32d，它始终将止动杆32对摇臂26向反时针方向加力。嵌入U字形沟26a的操作连杆31的上述另一端因弹簧32d的弹力而被夹持在止动杆32的连杆卡合沟32a中成为锁定状态。另外，活动触点25a对固定触点24作弹性接触，形成断路电路(图5的状态)。
这样，通过上述摇臂26、主弹簧28、手柄29、复位弹簧30、操作连杆31以及止动杆32来构成开闭机构。
33是与通电电流相对应、在图5中向右方向加热弯曲的双金属件，34是电磁跳闸装置，它具有由磁铁35通电产生的电磁力驱动的柱塞36，以及因该柱塞36的吸引动作而在图9中向左方向突出的杆37。上述双金属件33和电磁跳闸装置34构成过电流跳闸装置。38是消弧装置，39是该消弧装置38的消弧板。40是包含有上述固定触点24和活动触点25的电弧发生室，充满活动触头25脱开时产生的电弧。41是将电弧引向消弧装置38方向的电弧导向板。
一旦在这种结构的电路断路器中有短路电流流入电路，电磁跳闸装置34的磁铁35即感受到它而动作，吸引柱塞36，与其相连动的杆37就向左方移动。于是，闸柄片32b受杆37按压，止动杆32克服复位弹簧32b的弹簧力而向顺时针方向转动。因连杆卡合沟32a而嵌入在U字形沟26a内成为加锁状态的操作连杆31的另一端，由于止动杆32向顺时针方向转动而相对于摇臂成为自由状态。因此，摇臂26因作为放开机构的主弹簧28的弹力而以轴27为中心强制地向顺时针方向转动而作跳闸动作(脱开)。这样，活动触头25快速脱开而作切断动作。
可是，在上述传统装置中，在短路电流等大电流流入电路而使开闭机构打开时，摇臂26因主弹簧28的弹力而急剧移动，故会撞在挡块42上并弹回原位。由于弹回的摇臂26的动作不受止动杆32约束，故与止动杆32无关，一直反弹到杆37的前端为止。此时，活动融点85a与固定触点24的脱开距离变短，向消弧室38方向移动的电弧再回到活动融点25与固定触头23之间，电弧容易在活动融点25a和固定触点24之间滞留。
因此存在电弧滞留时间延长、断路时间延长、容易发生断路不良的问题。
另外，由于电弧滞留时间延长，还会增大活动触点25a和固定触点24的损耗。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题的，其目的在于提供如下电路断路器，通过在电路断路器的过电流跳闸动作时阻电弧回跳来将触头间的脱开距离保持在给定值以上，以此来缩短在触点间发生的电弧的滞留时间，以实现可靠断路，同时减少活动触点和固定触点的损耗。
为了达到上述目的，本发明的电路断路器设有电磁跳闸装置具有绝缘框体；装于该框体内的固定触头；对着该固定触头接触、脱开的活动触头；具有驱动该活动触头的摇臂和止动杆的开闭机构；设于绝缘框体、与摇臂抵接而决定活动触头最大脱开位置的挡块；具有在过电流下启动而使开闭机构的止动杆移动到跳闸位置的柱塞的电磁跳闸装置，其特点为柱塞和止动杆具有相互卡合用的卡合部，这些卡合部在电磁跳闸装置启动、开闭机构使活动触头脱开、摇臂撞上挡块时也相互卡合，在柱塞保持在动作位置期间将止动杆保持在跳闸位置上，由此防止活动触头向闭合位置回跳。
图1是将本发明一实施形态的电路断路器的一部分剖开以表示其内部结构的主视图，表示电路断路器处于闭路状态。
图2是表示图1的电路断路器处于开路状态时的主视图。
图3是表示图1的电路断路器的跳闸动作初始状态的主视图。
图4是表示图1的电路断路器作跳闸动作且约束开闭机构的状态的主视图。
图5是表示传统电路断路器的局部剖开主视图。
具体实施例方式
以下，根据图1至图4所示的一实施形态来详细说明本发明。对于与图5所示的传统电路断路器相同或相当的部件、部分采用相同的标号，并省略其说明。
图1是将本发明的一实施形态的电路断路器的一部分剖开以表示其内部结构的主视图，它表示电路断路器处于闭路状态。图2是表示图1的电路断路器处于开路状态时的主视图。图3是表示图1的电路断路器的跳闸动作初始状态的主视图。图4是表示图1的电路断路器作跳闸动作且约束开闭机构的状态的主视图。
在图1中，电路断路器具有由底座21和盖子22构成、用合成树脂材料做成的绝缘框体20。在绝缘框体20的内部装有固定触头23，在该固定触头23上固定有固定触点24。另外，还设有活动触头25，该活动触头25具有对着该固定触点24接触、脱开的活动触点25a，该活动触头25由活动触头支座25H一体地支承。
在绝缘框体20内还通过轴27大体水平地设置有摇臂26。在摇臂26的一端支承有活动触头支座25H，而在摇臂26的另一端形成U字形沟26a，作为可自由卡合、脱开地收容操作连杆31另一端的第一卡合沟。在摇臂26上还例如通过压力加工弯折形成挡块卡合固定部26b，该卡合固定部26b与下述的止动杆32抵接、且与设于底座21上的挡块21a抵接。在摇臂26和绝缘框体20之间压缩设置主弹簧28，用主弹簧28的弹力对摇臂26加力，使之始终向顺时针方向转动，从而将活动触点25始终向脱离固定触点24的方向加力。由于该转动加力而转动的挡块卡合固定部26b与挡块21a相抵接，从而限定摇臂26的最大转动角度位置、即活动触头25的最大脱开位置。此外，摇臂26和活动触头25以支承于绝缘框体20上的轴27为旋转中心转动。
电路断路器还具有由合成树脂做成的、从外部进行开闭操作的手柄29，该手柄29由基部29a、从该基部29a突出到绝缘框体20之外的握手部29b、以及与下述的操作连杆31相连接的突出部29c所构成。为了将手柄29向逆时针方向弹压而设有复位弹簧30。操作连杆31系由圆形棒材弯曲成U字形后形成，其一端与手柄29的突出部29c卡合，另一端收容保持在U字形沟26a和作为形成于下述止动杆32上的第二卡合沟的连杆卡合沟32a中。
另一方面，止动杆32也通过轴27与摇臂26同轴支承，在其一端上设有卡合部32b，与在过电流下启动而被吸引的电磁跳闸装置34的柱塞36卡合，而在其另一端上设有连杆卡合沟32a，用于保持收容于U字形沟26a中的操作连杆31的另一端。在止动杆32的另一端和位于摇臂26另一端的挡块卡合固定部26b之间，在如图1所示的通常状态时，相互间存在微小的间隙，在有过电流流过的初始动作时止动杆32转动至与挡块固定部26b相抵接的位置，由此使操作连杆31从连杆卡合沟32a中解脱。
另一方面，在电磁跳闸装置34的附近，设有与通电电流对应而在图1中向左方向加热弯曲的双金属件33。双金属件33的弯曲变形所形成的按压力使连杆42以轴43为中心逆时针方向转动，闸柄片32c承受将操作连杆31与连杆卡合沟32a的卡合松开的方向的力。此外，由活动触头支座25H、摇臂26、主弹簧28、手柄29、复位弹簧30、操作连杆31以及止动杆32构成开闭机构。
电磁跳闸装置34具有柱塞36，该柱塞36由向电磁铁35通电形成的电磁力吸引驱动。由双金属件33和电磁跳闸装置34来构成过电流跳闸装置。在消除触点间所产生的电弧的消弧装置38上设有消弧板39。还设有因双金属件33的弯曲而使卡合部42a受到按压、以轴43为中心向逆时针方向转动的连杆42。
一旦在图1所示的闭合位置时有过电流流入电磁跳闸装置34，在初始时间，柱塞36如图3所示，向左方向移动。柱塞36的突起部36a与止动杆32的卡合部32b抵接而使止动杆32以轴27为中心顺时针方向转动。由于止动杆32的转动，对嵌入U字形沟26a的操作连杆31进行约束的摇臂26因作为锁合装置的止动杆32的连杆卡合沟32a从操作连杆31中脱开而从操作连杆31的约束力解放出来，且因主弹簧28的弹力而以轴27为中心顺时针方向转动。此时，主弹簧28的弹力中还加上了来自柱塞36的吸收力，摇臂26在止动杆32与摇臂26的挡块卡合固定部26b抵接的状态下转动(图4)。
此外，由于活动触头支座25H与摇臂26一体地转动，如图4所示，活动触头25从固定触头23脱离。此时，在活动触点25与固定触头23之间产生电弧。另外，此时由于摇臂26以轴27为中心快速地向顺时针方向转动，故挡块卡合固定部26b与挡块21a碰撞，并因其反弹作用而以轴27为中心向逆时针方向转动。
然而，摇臂26在挡块固定部26b处与止动杆32接触，而在活动触头25和固定触头23之间产生电弧，并因电弧作用而电气导通。因此，在电磁铁35上继续有电流流过，柱塞36被电磁铁吸引而继续保持在动作位置上。另一方面，由于柱塞36的突起部36a与止动杆32的卡合部32b保持卡合状态，故柱塞36阻止了止动杆34向逆时针方向转动，并阻止摇臂26向逆时针方向转动。在电路切断后，如图2所示，挡块固定部26b因主弹簧28的弹力而按压在挡块21a上，断路结束。
此外，在将电路断路器复位、即再次回到闭合位置的场合，如图2所示，将手柄29逆时针方向转到闭合位置，使操作连杆31的另一端收容于摇臂26的U字形沟26a和止动杆32的连杆卡合沟32a中。此时，操作连杆31克服止动杆32的自重而将连杆卡合沟32a推开，从而收容到U字形沟26a中。一旦收容进去，再次因止动杆32的自重而用摇臂26和止动杆32将操作连杆31的另一端捉住，使成为不会拔出的状态。如在此状态下克服复位弹簧30的弹力而将手柄29强制地向顺时针方向转动，就能如图1那样使之复位到通常的使用状态以形成闭合位置供使用。
这样，若采用本发明的电路断路器，一旦有过电流流过，通过抑制摇臂26向逆时针方向的转动、即回跳，不会缩小活动触头25和固定触头23的脱开距离，因此能缩短在活动触头25和固定触头23之间产生的电弧的滞留时间，可顺利地使之向消弧室38的方向移动而消弧，在短时间里断路，减少断路不良现象。此外，由于缩短了电弧的滞留时间，能减少活动触点25a和固定触点24的损耗。另外，由于摇臂26配设成止动杆32在通常使用状态中在电磁跳闸装置34的上方大体呈水平状态，就能利用止动杆32的自重，因此，即使摇臂26和止动杆32之间不象上述传统装置那样设置复位弹簧32d也行。其结果，卡合部32b也可不象述传统装置那样设置在柱塞36的移动设线上，因此，能减少横向尺寸，得到结构紧凑的电路断路器。
本发明的电路断路器是一种设有绝缘框体；装于该框体内的固定触头；可对着该固定触头接触、脱开的活动触头；具有驱动该活动触头的摇臂和止动杆的开闭机构；设于绝缘框体并与摇臂抵接以决定活动触头最大脱开位置的挡块；具有由于过电流而启动、以使开闭机构的止动杆移动到跳闸位置上的柱塞的电磁跳闸装置，其特点为柱塞和止动杆具有相互卡合的卡合部，这些卡合部在电磁跳闸装置启动后通过开闭机构使活动触头脱开且摇臂与挡块碰撞时也相互卡合，在柱塞保持在作动位置期间将止动杆保持在跳闸位置上，由此防止活动触头向闭合位置回跳。
因此，即使摇臂因挡块而回跳，摇臂的逆向转动也会被因电弧电流而保持在作动位置上的柱塞所阻止，由此能可靠地保持活动触头与固定触头的脱开距离，缩短电弧在活动触头和固定触头之间滞留的时间，减少断路不良，同时又可减小活动触头和固定触点的损耗。
权利要求
1.一种电路断路器，设有绝缘框体；装于该框体内的固定触头；可对着该固定触头接触、脱开的活动触头；具有驱动该活动触头的摇臂和止动杆的开闭机构；设于上述绝缘框体、与上述摇臂抵接而决定上述活动触头的最大脱开位置的挡块；具有在过电流下启动、以使上述开闭机构的上述止动杆移动到跳闸位置上的柱塞的电磁跳闸装置，其特征在于，上述柱塞和上述止动杆具有相互卡合用的卡合部，这些卡合部在上述电磁跳闸装置作动后通过上述开闭机构使上述活动触头脱开、上述摇臂与上述挡块碰撞时也相互卡合，在上述柱塞保持在上述作动位置期间，将上述止动杆保持在上述跳闸位置，由此防止上述活动触头向闭合位置回跳。
全文摘要
一种电路断路器,设有:安装于绝缘框体(20)内部的固定触头(23);对着该固定触头接触、脱开的活动触头(25);具有驱动该活动触头的摇臂(26)和止动杆(32)的开闭机构(300);决定活动触头最大脱开位置的挡块(21a);具有在过电流下启动以使开闭机构作动的柱塞(36)的电磁跳闸装置(34),在有过电流流过、活动触头脱开且摇臂碰撞挡块时,通过止动杆(32)与因电弧电流而保持被吸引状态的柱(32)卡合来阻止摇臂(26)回跳。由此可缩短在触点间发生的电弧的滞留时间,不易发生断路不良,活动触点与固定触点的损耗也可减小。
文档编号H01H73/36GK1353439SQ0112438
公开日2002年6月12日 申请日期2001年7月26日 优先权日2000年11月13日
发明者河上正 申请人:三菱电机株式会社