专利名称：电路断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及配线用断路器及漏电断路器等的电路断路器，详细地说，涉及开闭机构部的小型化或薄型化等，提供新型机构的电路断路器。
背景技术：
在以往的具有起伏型手柄的电路断路器的开闭机构部中，为了进行相对固定触头的可动触头的开闭及因过电流引起的跳闸动作，在手柄与可动触头之间需要有上杆和下杆及手柄支臂等的结构零件。这些上杆与下杆，通常使用折弯成U字形的零件、或用轴使具有间隔并相对面的2片板的两端结合后的零件(例如，参照专利文献1或2)。
另外，在接通、断开时，为了用强力的开闭弹簧使该连杆机构反转操作，使用形状大于连杆机构、且折弯成U字形的零件的手柄杠杆(例如，参照专利文献2)。
日本专利特公平6-97591号公报(图1)[专利文献2]日本专利特开平11-86714号公报(图1和图3)在以往的电路断路器中，在固定触头与可动触头开闭时，为了用强力的开闭弹簧对连杆机构进行反转操作，使用与形状大于连杆机构、且折弯成U字形的零件的手柄杠杆。因此，在使开闭机构部小型化时成为较大的限制原因。尤其在漏电断路器中与电路断路器机构一起使漏电检测装置、漏电跳闸线圈构成一体的场合，开闭机构部的小型化的必要性增大。另外，在将警报、辅助开关及电压不足跳闸装置等的内部附属装置装入电路断路器的场合，通常，由于在手柄的两侧、即在开闭机构部两侧进行配设，故使开闭机构部厚度方向的尺寸减小的必要性增大。近年来，在电路断路器小型化的同时，由上述的情况出发，很重视有关开闭机构部小型化及薄型化的问题。尤其，对于薄型化，由于开闭机构部的结构方面、或附属装置的结构方面等，存在着要将开闭机构部的一片板厚部分的厚度(1mm～2mm)尺寸减小的问题。另外，即使作成了小型化，由于电路断路未改变，故需要以小的手柄对大的触头机构进行开闭用的平滑的操作机构。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作成的，其第1目的在于，获得在开闭机构部中在正面侧及厚度侧都具有实现小型化结构的电路断路器。另外，第2目的在于，获得虽然是已作成小型化，但能使手柄平滑进行操作的电路断路器。
在本发明的电路断路器中，主要开闭机构部具有特征，所述开闭机构部具有收容在框体内并将手柄转动自如地设在上端侧的框架；在该框架中与所述手柄的位置接近而形成的滑动槽；与手柄卡合、利用该手柄的转动而在滑动槽中滑动的上侧弹簧销；上端侧通过连接轴被保持在规定位置、将下侧弹簧销设在下端侧上并以所述连接轴为中心能转动的上杆；与所述上杆连接、另一端部与压板连接的连接杆；挂设在所述上侧弹簧销与下侧弹簧销之间的主弹簧，在使手柄转动时，通过使上侧弹簧销在滑动槽中滑动并使主弹簧进行移动，则主弹簧的移动在每次超过保持在规定位置的连接轴的位置时，相对上杆的主弹簧作用方向反转，利用该反转引起的上杆转动，通过压板而使固定触头与可动触头进行开闭动作。
另外，在形成框架的一对框架板之间，将手柄及上杆和下杆等所有的连杆零件插入并夹持成密接状态，主弹簧在所述框架的两外侧，挂设在上侧弹簧销与下侧弹簧销之间。
本发明的开闭机构部中，由于不使用折弯成以往U字形的手柄杠杆而作成小型化，故能提供节省空间、低成本的电路断路器。
另外，容易对付将附属装置内藏在电路断路器中的场合及漏电断路器等。
另外，可提供虽作成小型化、但能对手柄平滑进行操作的电路断路器。
图1是表示本发明实施形态的电路断路器的主视图。
图2是表示本发明主要部分的开闭触头部的立体图。
图3是表示框架外观的立体图。
图4是表示框架细部的零件图。
图5是表示手柄细部的零件图。
图6是表示连接杆细部的零件图。
图7是表示上杆细部的零件图。
图8是表示下杆细部的零件图。
图9是表示杠杆细部的零件图。
图10是表示锁闩细部的零件图。
图11是表示跳闸杆细部的零件图。
图12是开闭触头部的说明用侧视图。
图13是表示开闭触头部接通状态的说明用结构图。
图14是表示开闭触头部断开状态的说明用结构图。
图15是表示开闭触头部接通状态的另一部分的说明用结构图。
图16是表示开闭触头部断开状态的另一部分的说明用结构图。
图17是表示开闭触头部跳闸状态的说明用结构图。
图18是表示框架的滑动槽细部的说明图。
图19是表示手柄的卡合孔细部的说明图。
具体实施例方式图1和图2是表示实施本发明用的实施形态1的电路断路器100的图，图1是表示电路断路器的整体的主视图，图2是表示将本发明主要部分的开闭机构部放大后的立体图。另外，图1作为电路断路器的附图，通常作成侧视图进行说明，但在本实施例中，因与其它附图的关系而将图1作成主视图进行说明。
图1中，基座1和罩2构成电路断路器框体的构件，用合成树脂材料形成。在框体内部配设有开闭机构部3，后述的手柄12从罩2的手柄用窗孔2a向罩2的表面突出。开闭触头部4构成一般称为桥接型双接点方式的构件。过电流跳闸装置5，是在通过与电路(未图示)连接的电源侧端子6和负荷侧端子7而流过过电流时使开闭机构部3动作的构件，这些是公知结构构件。另外，还设置消弧装置及端子螺钉等，由于与本发明无关，故省略图示。
图2中，开闭机构部3，在2片框架11之间夹有连接杆13和上杆14等的连杆机构及由手柄轴31支承的手柄12等。主弹簧19，挂设在利用手柄12而动作的上侧弹簧销32和与连杆机构连接的下侧弹簧销35之间，使开闭触头部4在开闭动作时向伸缩或将移动作用方向反转。压板20与连杆机构连接，使设在一端的可动触头22与固定触头(未图示)相对地分离接触。18是公知的跳闸杆，如后述那样利用过电流跳闸装置5而动作。
接着，根据图3～图7对上述开闭机构部3的结构中的结构零件进行详细说明。图3是框架11的立体图，图4(a)是主视图，图4(b)是侧视图。该框架11使用厚度1mm的钢板，是使大致对称形成的一对框架板111与112相对组合的构件。若表示其大小的概貌，例如作为100安培框架的电路断路器形成为尺寸H是44mm、尺寸W是23mm、尺寸T是6mm。另外，在图3和图4中，框架11，是表示将框架板111与112组合后的构件(在内部无连杆机构等的零件)，该框架11在构成开闭触头部4时，在框架板111与112之间，从两侧夹持后述的手柄、连杆机构及轴类等，使框架板111与112组合。
另外，在图中，如下所述，有各种贯通孔及导向片等，而对有关的零件分别在后面叙述。即，在贯通孔11a中，轴支承着手柄12。在圆弧状的滑动槽11b中，将上侧弹簧销32嵌装成可滑动的状态。在贯通孔11c中，轴支承着连接杆13。在贯通孔11d中，轴支承着锁闩17。在贯通孔11f中，轴支承着杠杆16。在贯通孔11g中，轴支承着跳闸杆18。贯通窗11h被用作下侧弹簧销35的动作空间、而动作空间的端缘的一部分，被用作下侧弹簧销35的卡止部。导向片11k，为了抑制所配置的零件的位置偏差而被设在框架板111与112之间的中央位置附近。11m是螺孔，用于将开闭触头部4螺装在基座1上。
图5例如是用合成树脂材料形成的手柄12，(a)是主视图，(b)是侧视图，(c)是后视图。在图中，12a是卡合孔，嵌装着后述的上侧弹簧销32。但是，由于上侧弹簧销32从动于形成在框架11上的圆弧状的滑动槽11b中，故当从手柄12侧看时，上侧弹簧销32的位置向上下方向移动。因此，卡合孔12a形成向支承孔12b位置方向沿设的长孔、或也可以作成在将长孔延长并在手柄12的端缘具有开口部的滑动切割槽。
图6例如是用钢板形成的连接杆13，(a)是主视图，(b)是仰视图。图中，贯通孔13a是在框架11的贯通孔11c上旋转自如地进行支承用的孔。贯通孔13b是在用框架11进行夹持之前预先与后述的下杆15转动自如地进行连接用的孔。贯通孔13c是为了将后述的压板20进行连接用的孔。
图7例如是用钢板形成的上杆14，(a)是主视图，(b)是仰视图。图中，贯通孔14a是安装后述的下侧弹簧销35用的孔。贯通孔14b是在用框架11夹持前预先与后述的杠杆16转动自如地连接用的孔。14c是U弯曲部，并形成为使U弯曲部14c上的贯通孔14a贯穿。
图8例如是用钢板形成的下杆15，(a)是主视图，(b)是仰视图。图中，贯通孔15a如上所述，是在用框架11夹持前预先与连接杆13转动自如地连接用的孔。贯通孔15b是在用框架11夹持时通过下侧弹簧销35和上杆14连接用的孔。
图9例如是用钢板形成的杠杆16，(a)是主视图，(b)是侧视图。图中，贯通孔16a是预先在用框架11夹持前与上述的上杆14转动自如地连接用的孔。贯通孔16b是转动自如地支承在框架11的贯通孔11f上用的孔。另外，卡止突起16c形成为与后述的锁闩17的转动卡止部17c卡止的状态。
图10例如是用钢板形成的锁闩17，(a)是主视图，(b)是侧视图。图中，17a是转动自如地支承在框架11的贯通孔11d上用的孔。17b是与后述的跳闸杆18卡止的跳闸卡止部。17c是对杠杆16的转动卡止用的转动卡止部。
上述的连接杆13、上杆14、下杆15、杠杆16、锁闩17，分别用厚度1mm的钢板来形成。并且与手柄12一起被框架11夹持。该夹持必须夹持成在框架11的6mm空间中，能使由上述连接杆13、上杆14、下杆15、杠杆16、锁闩17构成的5片零件分别转动的状态。
该场合，为了使开闭触头部4的宽度尺寸减小，以密接的状态插入上述的5片零件。即，若是厚度相同的零件，将框架11的空间设定成不能插入6片的程度。因此，有将一部分进行弯曲的结构，使邻接的零件不相互干扰。
图11是用合成树脂材料形成的跳闸杆18，(a)是从连杆机构侧看的主视图，是将一部分剖切后的图。图11(b)是K-K线的剖视图。图中，18a是转动自如地支承在框架11上用的贯通孔。18b是锁闩卡止部。
接着，对将上述各零件作成开闭机构部进行组装后状态进行说明。但是，若将全部零件都进行图示，由于难以判别各零件的形状、与其它零件的关系等，故将附图(图示)分割成接通的状态或断开的状态那样，仅图示与该状态有关的零件，而将其它的零件省略图示地进行说明。该场合，为了说明的方便，零件的前后有关系(实线与虚线的关系)的图示中有与图12的关系不同的部分。
另外，图12是开闭机构部3的侧视图。表示在框架板111与112之间将连接杆13、上杆14、下杆15、杠杆16、锁闩17的5个连杆零件以密接的状态插入。另外，在上述框架11的两外侧，表示在上侧弹簧销32与下侧弹簧销35之间挂设着主弹簧19。
首先，图13表示固定触头21与可动触头22闭合的状态，即表示接通的状态。在该状态下，手柄12位于以手柄轴31为中心向箭头RA方向转动的位置，与手柄12的卡合孔12a卡合的上侧弹簧销32，靠近在框架11的形成圆弧状的滑动槽11b左侧。另外，在上侧弹簧销32上，设有使与滑动槽11b相对移动滑动用的滚子32a。对于该滚子32a，由于施加着由主弹簧19引起的强力，故最好是考虑耐久性的金属制滚子。连接杆13被设在框架11的贯通孔11c上的连杆支承轴33转动自如地支承着。下杆15的一端，利用连杆连接轴34而与连接杆13转动自如地连接着，下杆15的另一端，利用设在位于上杆14的U弯曲部14c上的贯通孔14b上的下侧弹簧销35而与上杆14转动自如地连接着。上杆14的上端侧，利用杠杆连接轴36而与后述的杠杆16的上端侧转动自如地连接着。上述杠杆连接轴36，在用手动使上述手柄12从接通向断开、或从断开向接通进行操作时，如后所述因与其它零件的卡合关系而始终被保持在规定的位置(图13所示的位置)。
主弹簧19是一对拉伸弹簧，被挂设在上侧弹簧销32的两端与下侧弹簧销35的两端之间。利用该主弹簧19，对上杆14施加以杠杆连接轴36为中心向箭头RB方向转动的力。该上杆14的转动，使下侧弹簧销35静止成与框架11的窗孔部11h抵接卡止的状态。另外，上杆14的转动施力，通过下杆15而向连接杆13传递，连接杆13受到以连杆支承轴33为中心向箭头RC方向转动的施力。该连接杆13的转动施力，作用成使固定触头21与可动触头22闭合的状态。即，连接杆13的前端利用压板连接轴37而与压板20连接，并在该压板20上设有可动触头22。固定触头21被设置成与可动触头22相对，本实施形态的固定触头21和可动触头22如图2所示，一般成为称作桥接型双接点方式的结构。另外，可动触头22，利用内藏在压板20中的接压弹簧(未图示)的施力，以规定的接触压力而作成与固定触头21闭合的状态。
接着，对从上述图13的接通的状态至图14的断开的状态的操作进行说明。该断开的操作，通过将手柄12倒向左侧(向箭头LA方向转动)来进行。即，当将手柄12向左侧转动时，如图14所示，上侧弹簧销32被引向框架11的滑动槽11a并向右侧移动。在该移动的过程中，当挂设在上侧弹簧销32与下侧弹簧销35之间的主弹簧19的作用线超过杠杆连接轴36的位置时，相对上杆14的主弹簧19的作用方向反转。利用该反转，在上杆14上就施加了以杠杆连接轴36为中心向箭头LB方向转动的力。当上杆14向箭头LB方向转动时，通过下杆15在连接杆13上也受到施力。利用该施力，连接杆13以连杆支承轴33为中心向箭头LC方向转动。因此，通过与连接杆13的前端连接的压板20、可动触头22，成为从固定触头21离开的、图14所示的断开状态。从断开向接通状态进行的操作，通过将手柄倒向右侧(进行转动)，这时的主弹簧19的作用方向的反转和上杆14等的转动，由于仅成为与上述相反方向，故省略其说明。
在用手动使上述说明的手柄12从接通向断开、或从断开向接通进行操作时，作成杠杆连接轴36被始终保持在规定的位置(图13所示的位置)。参照图15对该结构、并对接通状态的关系进行说明。为了该保持，具有利用设在框架11上的杠杆支承轴38被支承成转动自如的杠杆16和利用锁闩支承轴39被支承成转动自如的锁闩17。杠杆16的上端侧，利用杠杆连接轴36而与上杆14的上端侧连接。因此，在图15的状态中，利用挂设在下侧弹簧销35上的主弹簧19，杠杆16通过上杆14就被施力成以杠杆支承轴38为中心向箭头LD方向转动的状态。
在杠杆16受到向箭头LD方向施力的状态下，如下所述，被锁闩17卡止。即，锁闩17虽然被锁闩支承轴39转动自如地支承在框架11上，但始终受到设在锁闩支承轴39上的弱力的扭转弹簧23的施力以向箭头LE方向转动。在该锁闩17上，如图10的零件图所示，有形成弯曲成U字形的转动卡止部17，如图15所示，形成在杠杆16上的卡止突起16c与该转动卡止部17c卡合，将杠杆16的向箭头LD方向的转动卡止。另外，该卡合由于用主弹簧19的强力进行卡合，故抵消扭转弹簧23的施力，并利用杠杆16的转动力而使锁闩17受到向箭头RD方向转动的施力。这时，锁闩17不转动地被公知的跳闸杆18卡止。由于作成上述那样的结构，故能将杠杆连接轴36始终保持在规定的位置(图13所示的位置)。
对于该保持，参照图16说明断开状态中的关系。该场合，利用手柄12的操作，上杆14以杠杆连接轴36为中心向箭头LB方向转动。但是，与接通的状态同样，利用挂设在下侧弹簧销35上的主弹簧19，杠杆16通过上杆14就被施力成以杠杆支承轴38为中心向箭头LD方向转动的状态。因此，与接通的状态同样，杠杆连接轴36始终被保持在规定的位置(图12所示的位置)。从上述情况可知，在接通、断开时，以该杠杆连接轴36为中心进行主弹簧19的反转和上杆14等的动作。
接着，对在流过超过规定值的过电流时的跳闸动作进行说明。在流过过电流时，众所周知的过电流跳闸装置进行动作、如图15中箭头LH所示那样使跳闸杆18进行转动。即，在图15的接通状态时，跳闸杆18与锁闩17和杠杆16等的关系被作成图示的状态。在该状态下，当跳闸杆18向箭头LH方向转动时，与跳闸杆18卡止的锁闩17脱开。在脱开的很近处，锁闩17如前所述，杠杆16的卡止突起16c与折弯成U字形而形成的转动卡止部17c卡合并受到向顺时针方向转动的施力。因此，锁闩17向图17所示的箭头RD方向转动，杠杆16与锁闩17的卡合脱开，利用主弹簧19的施力向箭头LD方向转动而停止在图17的位置。该停止是通过杠杆16被设在框架11上的11n而停止。在该杠杆16停止时，手柄12与杠杆16的前端部卡合，如图所示，手柄12停止在接通与断开的中间位置。然后，跳闸杆18利用扭转弹簧(未图示)的施力而返回原来的位置。另外，从跳闸状态返回至通常的状态用的回复操作与以往的电路断路器同样，通过使手柄12向断开方向转动来进行，与这些有关的动作因与本发明的宗旨无直接关系，故省略说明。
采用上述结构的电路断路器，利用开闭机构部3的小型化，能容易地与应用于带附属装置及漏电断路器等时进行对应。另外，由于手柄12从接通向断开、或从断开向接通进行转动时的动作范围小，故能使罩2的手柄用窗孔2a减小。这样，就能容易进行罩2前面的各种标记或铭牌等的显示。
另外，本发明的开闭机构部3，不仅可应用于桥接型双接点方式的开闭触头部4，也能应用于一般方式的开闭触头部。
在上述的结构中，形成在框架11上的圆弧状滑动槽11b，作成根据使手柄12从接通向断开进行转动而向使主弹簧19伸长的方向倾斜的圆弧状。这被作成如下状态在未进行手柄操作时或在操作的途中将手离开时，使手柄12产生向原来的接通或断开位置返回的施力。该场合，滑动槽11b的圆弧状也可以是单纯的圆弧，但当作成图18所示的特殊圆弧状时，能获得更希望的动作。即，在滑动槽11b中，将下侧的圆弧S作成用如图所示那样以滑动槽11b的大致中间位置作为变曲点、将半径中心处于下侧弹簧销35附近互相越过上述变曲点的位置的2种半径尺寸R-1和R-2所形成的圆弧状。即，将中间位置作成变曲点的大致へ字形。另外，由于上侧的圆弧U未与上侧弹簧销32接触，故也可以不是特别考虑的圆弧。
通过形成为上述那样的滑动槽11b，能增加使手柄12从接通向断开转动的途中中止转动时的手柄施力，能使手柄12可靠地返回原来的接通位置。即使在使手柄12从断开向接通转动的途中中止转动时，也能使手柄12可靠地返回原来的断开的位置。
另外，在上述结构中，对手柄12的卡合孔12a是长孔或滑动切割槽作了说明。但是，该卡合孔12a，在单纯的长孔或单纯的滑动切割槽的场合，在使手柄12从接通向断开转动时，将上侧弹簧销32推压到框架11的圆弧状滑动槽11b的力增大，要获得手柄12的平滑转动变得困难。因此，作成图19那样形状的卡合孔12a。即，在手柄12接通的状态中，作成卡合孔12a包含推压部12c、而该推压部12c将上侧弹簧销32向沿滑动槽11b的形状的方向进行推压的形状。在该实施形态中，例如如图19所示，对于卡合孔12a设定如此的推压方向从与将手柄12和上侧弹簧销32连接起来的中心线相对的直角方向的线向上约27度。
上述向上的角度，利用计算值或实验来求得，在使上述27度的角度增大的场合，在滑动槽中11b的推压力就减少，而由于需要使卡合孔12a增大，故其结果与上侧弹簧销32的间隙增大而存在不能顺利地进行开闭操作的问题。在本发明的上述结构中，该角度为27度是适当的。
另外，在使手柄12从断开向接通转动时，以同样的构想，也能设定推压部12c。利用上述那样的卡合孔12a的推压部12c，能使上侧弹簧销32的动作平滑、容易对手柄12进行操作。
权利要求
1.一种电路断路器，具有收容框体并与电路连接的固定触头；与该固定触头相对设置的电路连接的可动触头；与该可动触头连接的压板；使该压板进行开闭动作的开闭机构部；从外部对该开闭机构部进行操作的手柄，将所述手柄从接通位置向断开位置、或从断开位置向接通位置转动时，所述可动触头与所述固定触头进行分离接触，其特征在于，所述开闭机构部具有收纳在所述框体内并将所述手柄转动自如地设在上端侧的框架；在该框架中与所述手柄的位置接近形成的滑动槽；与所述手柄卡合、利用所述手柄的转动而在所述滑动槽中滑动的上侧弹簧销；上端侧通过连接轴而被保持在规定位置、使下侧弹簧销转动自如地保持在下端侧上并以所述连接轴为中心进行转动的上杆；与所述上杆连接、另一端部与所述压板连接的上杆；以及挂设在所述上侧弹簧销与下侧弹簧销之间的主弹簧，在使所述手柄转动时，通过使所述上侧弹簧销在滑动槽中滑动并使主弹簧移动，所述主弹簧的移动在每次超过保持在所述规定位置的连接轴的位置时，相对所述上杆的主弹簧的作用方向产生反转，利用该反转引起的所述上杆的转动，通过所述压板而使所述固定触头与可动触头进行开闭动作。
2.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，开闭机构部，在形成框架的一对框架板之间，插入有手柄及上杆和下杆等所有的连杆零件并夹持成密接状态，主弹簧在所述框架的两外侧，挂设在上侧弹簧销与下侧弹簧销之间。
3.如权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，滑动槽是将半径中心作在下侧弹簧销附近的大致圆弧形状、或将滑动槽的大致中间位置作为变曲点并将半径中心作在下侧弹簧销的附近的相互超过所述变曲点的位置的2个圆弧，并作成大致ヘ字形。
4.如权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，卡合孔是在支承孔位置方向上延设的长孔，并在该长孔中包含手柄在接通位置时、及手柄在断开位置时沿滑动槽的形状的方向对上侧弹簧销进行推压的推压部。
5.如权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，大致平行形成配设有滑动槽的框架，上侧弹簧销的两端部分别在所述滑动槽中滑动。
6.如权利要求1或2所述的电路断路器，其特征在于，将滚子嵌插在上侧弹簧销的外周上并作成使其在滑动槽中滑动。
7.如权利要求2所述的电路断路器，其特征在于，在所述框架板上设有在一对框架板之间突出、并抑制插入于一对框架板之间的连杆零件位置偏移的导向片。
8.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，上杆由形成在U弯曲部上的贯通孔对下侧弹簧销进行保持。
9.如权利要求1所述的电路断路器，其特征在于，具有一端与下杆连接、另一端与压板连接的连接杆。
全文摘要
一种电路断路器，在开闭机构部(3)中，构成为在使转动自如地设在框架(11)上的手柄(12)转动时，通过使上侧弹簧销(32)在滑动槽(11b)中滑动并使主弹簧(19)移动，主弹簧(19)的移动在每次超过保持在规定位置的连接轴(36)的位置时，与连接杆(13)相对的主弹簧(19)的作用方向产生反转，利用由该反转引起的连接杆(13)的转动，通过压板(20)使固定触头(21)与可动触头(22)进行开闭动作。采用本发明，能获得开闭机构部的小型化。
文档编号H01H73/38GK1637995SQ20041006190
公开日2005年7月13日 申请日期2004年6月24日 优先权日2003年12月26日
发明者渡边和昌, 高桥进 申请人:三菱电机株式会社