断路器的制作方法

1.本发明涉及具有跳闸装置的断路器。


背景技术：

2.断路器是在输变电系统或电气电路中，在发生了接地断路或短路这样的事故的情况下将电流断路的设备。断路器具有将电流断路的断路机构部和使断路机构部动作的跳闸装置。在发生了事故时，通过跳闸装置使断路机构部动作，将电流断路。
3.现有的跳闸装置由成为动力源的螺旋弹簧、将螺旋弹簧的动力传递至断路机构部的机构、和成为该机构的开关的螺线管构成。如上所述的跳闸装置中的使断路机构部移动的动作，是电子电路即跳闸继电器对过负载电流进行检测，向螺线管发送动作指令而开始的。在本动作方式中，从过负载电流的检测至使断路机构部移动的动作开始为止的时间差通常发生10msec左右。
4.在专利文献1中记载了一种断路器，其为了在检测到过负载电流后更迅速地将电流断路，不通过由螺线管发出的动作指令使断路机构部动作，而是例如通过弹簧这样的挠性单元使断路机构部动作。该挠性单元如果受到超过预先决定的校正阈值的电流的电磁力，则进行旋转而使断路机构部动作。
5.专利文献1：日本特开平9-288960号公报
6.但是，在如上所述的专利文献1所记载的断路器中，使断路机构部动作的定时依赖于挠性单元的阈值，因此在将具有与额定断路容量的电流值不同的阈值的挠性单元，或含有劣化而发生了问题的挠性单元设置于断路器的情况下，有可能跳闸装置无法适当地使断路机构部动作。因此，需要严格地管理挠性单元，以使得保持使断路机构部动作的适当的阈值。


技术实现要素：

7.本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于，提供一种能够在检测到过负载电流后迅速地将电流断路，并且容易管理的断路器。
8.本发明所涉及的断路器具有：固定触点；可动件，其具有能够与固定触点分离/接触的可动触点；连杆机构，其与可动件联动，能够在将可动触点与固定触点接近的闭合方向及将可动触点从固定触点远离的分开方向移动；主轴，其随动于连杆机构的移动而转动，在连杆机构向闭合方向移动的情况下向第1方向旋转，在连杆机构向分开方向移动的情况下向第2方向旋转；外部连接端子，其与外部导体连接；可挠导体，其电连接于可动件和外部连接端子之间，并且与连杆机构机械连接，通过可动件和外部连接端子之间的通电所产生的电磁力而挠曲，由此使连杆机构向分开方向移动；脱扣闩，其将可动触点从固定触点拉开；脱扣杆，其通过与脱扣闩卡合，从而对脱扣闩的拉开的动作进行限制；以及跳闸装置，其随动于主轴的第2方向的旋转，将脱扣杆与脱扣闩的卡合解除。
9.发明的效果
10.本发明所涉及的断路器具有在大于或等于额定断路容量的电流流过的情况下，随动于通过可挠导体的挠曲发生的主轴的旋转而将脱扣杆与脱扣闩的卡合解除的跳闸装置，因此能够迅速地将电流断路，并且管理变得容易。
附图说明
11.图1是实施方式1所涉及的闭合状态的断路器的概略侧视图。
12.图2是实施方式1所涉及的分开状态的断路器的概略侧视图。
13.图3是实施方式1所涉及的跳闸装置的概略斜视图的例子。
14.图4是以实施方式1所涉及的处于分开状态的断路器的跳闸装置为中心放大后的断路器的侧视图。
15.图5是以实施方式1所涉及的处于闭合动作中的断路器的跳闸装置为中心放大后的断路器的侧视图。
16.图6是以实施方式1所涉及的处于闭合状态的断路器的跳闸装置为中心放大后的断路器的侧视图。
17.图7是以实施方式1所涉及的处于跳闸动作中的断路器的跳闸装置为中心放大后的断路器的侧视图。
18.图8是实施方式1所涉及的跳闸动作后的断路器的概略侧视图。
19.图9是实施方式2所涉及的跳闸装置的概略斜视图的例子。
具体实施方式
20.实施方式1.
21.图1是本实施方式所涉及的闭合状态的断路器100a的概略侧视图。在图1中，箭头f1及箭头f2示出了力的朝向。
22.图2是本实施方式所涉及的分开状态的断路器100a的概略侧视图。
23.图3是本实施方式所涉及的跳闸装置51a的概略斜视图的例子。
24.首先，使用图1至图3对断路器100a的构造进行说明。接下来，对断路器100a的动作进行说明。
25.如图1及图2所示，断路器100a具有框架41、断路机构部50、跳闸装置51a及通电部60。
26.关于断路器100a的构造，按照通电部60、断路机构部50、跳闸装置51a的顺序进行说明。
27.首先，对通电部60进行说明。
28.通电部60具有通电部连杆路28、通电部连杆板29、可动件轴30、可动件保持架31、可动件转动轴32、可动件33、可动触点34、可挠导体35、固定触点36、外部连接端子37、压接弹簧38及收纳部70。
29.外部连接端子37存在一对，均将对断路器100a进行收纳的框体(省略图示)的壁部贯通而固定于该框体。
30.一个外部连接端子37在框体的外部与负载侧导体(省略图示)连接。另一个外部连接端子37在框体的外部与电源侧导体(省略图示)连接。
31.此外，框架41也可以构成为该框体的一部分。通电部60的通电部连杆路28与断路机构部50连接。
32.在一端与电源侧导体连接的外部连接端子37的另一端设置有固定触点36。在一端与负载侧导体连接的外部连接端子37的另一端连接有可挠导体35。
33.可动件33与固定触点36相对而设置。
34.可动触点34固定于可动件33上，能够与固定触点36分离/接触。
35.具有挠性的可挠导体35电连接于可动件33和外部连接端子37之间。可挠导体35的一端与外部连接端子37连接，另一端与通电部连杆板29连接。在本发明中“连接”并没有特别声明，是指机械连接，不仅是不经由其他部件而直接连接，还包含经由其他部件的间接连接。另外，在电气连接的情况下标记为“电连接”。
36.压接弹簧38连接于可挠导体35的端部之中的与对通电部连杆板29进行支撑侧的相对侧。收纳部70收容有压接弹簧38。收纳部70也可以与框体共有。
37.可动件轴30能够转动地支撑于可动件33。
38.可动件33的可挠导体35侧端部经由可动件轴30而与通电部连杆板29连接。
39.另外，可动件保持架31的一端能够与可动件轴30转动地被支撑，另一端能够与可动件转动轴32转动地被支撑。
40.由通电部连杆路28及通电部连杆板29构成的连杆机构由绝缘材料形成。
41.通电部连杆板29的可动件33侧能够与可动件轴30转动地被支撑。另外，通电部连杆板29的断路机构部50侧固定于通电部连杆路28。如对图1和图2进行比较所知那样，如果连杆机构接近固定触点36，则与其联动而可动件33向顺时针方向旋转，可动触点34和固定触点36成为闭合状态。如果连杆机构从固定触点36远离，则与其联动而可动件33向逆时针方向旋转，可动触点34和固定触点36成为分开状态。如上所述，连杆机构能够在将可动触点34与固定触点36接近的闭合方向和将可动触点34从固定触点36远离的分开方向移动。该连杆机构如后面所述，经由臂轴26而与臂板27连接，臂板27固定于主轴25，与主轴25一起旋转。另外，电路80由可动件33、可动触点34、可挠导体35、固定触点36及外部连接端子37构成。
42.接下来，对断路机构部50进行说明。
43.断路机构部50具有脱扣杠杆11、脱扣杆12、脱扣闩13、脱扣闩轴14、辊15、辊轴16、框架轴17、连杆杠杆18、连杆路19、连杆杠杆轴20、连杆板21、连杆路轴22、臂路23、连杆板轴24、主轴25、臂轴26及臂板27。
44.臂板27能够与臂轴26转动地被支撑。臂板27经由臂轴26与通电部连杆路28连接。
45.主轴25能够转动地支撑于框架41。详细内容在后面记述，主轴25随动于连杆机构的移动而旋转，在连杆机构向闭合方向移动的情况下，向逆时针方向(第1方向)旋转，在连杆机构向分开方向移动的情况下，向顺时针方向(第2方向)旋转。
46.臂路23和臂板27固定于主轴25。向主轴25的固定可以是螺钉、铆接或焊接的任意者。
47.臂路23和连杆板21通过连杆板轴24能够转动地连接。
48.另外，连杆路19和连杆板21通过连杆路轴22能够转动地连接。
49.脱扣闩13的另一端经由脱扣闩轴14能够转动地与框架41连接。
50.另外，脱扣闩13的一部分与脱扣杆12卡合。
51.脱扣杆12能够转动地支撑于框架41。
52.脱扣杆12和脱扣闩13的卡合部位成为d型形状。在与脱扣杆12的d型形状的圆弧部12a卡合时，通过复位弹簧(省略图示)进行限制，以使得保持脱扣闩13的姿态。如果限制被解除而卡合脱离，则可动触点34从固定触点36拉开，断路器100a断路。
53.脱扣杆12与脱扣闩13卡合，由此对脱扣闩13拉开的动作进行限制。
54.脱扣杠杆11固定于脱扣杆12。
55.连杆杠杆18能够转动地支撑于在框架41设置的框架轴17。连杆杠杆18和连杆路19能够转动地连接于连杆杠杆轴20。
56.在图1所示的断路器100a的闭合状态下，辊15由脱扣闩13上的卡合面13a保持。连杆杠杆18和辊15经由辊轴16能够转动地连接。
57.在断路时，主轴25通过在主轴25设置的杠杆3的旋转，使断路机构部50即脱扣杆12转动，将与脱扣闩13的卡合脱离。关于断路动作在后面记述。
58.接下来，对跳闸装置51a进行说明。
59.如图3所示那样，跳闸装置51a由跳闸装置连杆1、防逆动作连杆2、杠杆3、滑动轴4a、滑动轴4b、框架销5、框架部、复位弹簧8及保持弹簧9构成。本实施方式中的框架部由第1框架6及第2框架7构成。
60.详细内容在后面记述，跳闸装置51a随动于主轴25的顺时针方向的旋转，将脱扣杆12和脱扣闩13的卡合解除。
61.第1框架6通过固定螺钉10固定于框架41。在本实施方式中设为固定螺钉10，但也可以是铆接或焊接中的任意者。
62.第2框架7在与第1框架6相对的位置处，通过框架销5固定于第1框架6。
63.第1框架6及第2框架7各自具有长孔6a及长孔7a。长孔6a及长孔7a彼此相对。
64.跳闸装置连杆1夹在第1框架6和第2框架7之间，能够移动地由滑动轴4a支撑。通过滑动轴4a，跳闸装置连杆1朝向长孔6a及长孔7a的长度方向可自由滑动。
65.防逆动作连杆2处于第1框架6和第2框架7之间，在与跳闸装置连杆1相比的内侧，能够移动地由滑动轴4b支撑。通过滑动轴4b，防逆动作连杆2在第2框架7上的长孔7a的长度方向可自由滑动。另外，防逆动作连杆2能够以滑动轴4b为中心进行转动。
66.杠杆3固定于主轴25。因此，杠杆3在主轴25转动的同时移动。另外，杠杆3和主轴25的固定在本实施方式中设为固定螺钉，但也可以是铆接或焊接中的任意者。
67.使跳闸装置连杆1移动，向脱扣杠杆11推压。其结果，脱扣杠杆11和脱扣闩13的卡合被解除。
68.复位弹簧8与跳闸装置连杆1连接，对闭合状态时的跳闸装置连杆1的姿态进行保持。
69.保持弹簧9由滑动轴4b保持，与滑动轴4a及防逆动作连杆2卡合。
70.在这里，对断路器100a的动作任务进行说明。在断路器的动作任务中存在o任务和co任务。o任务是在断路器为闭合状态下，在由于断路器之外的要因而电路成为短路状态时，断路器进行断路动作的任务。co任务是在断路器为分开状态下，在负载侧发生/残存事故，在由于将断路器合闸为闭合状态而电路成为短路状态时，断路器进行断路动作的任务。
71.下面，对本实施方式的断路器100a的co任务时的跳闸动作进行叙述。
72.图4是以处于分开状态的断路器100a的跳闸装置51a为中心放大后的断路器100a的侧视图。箭头f3示出力的朝向。
73.图5是以从分开状态向闭合状态的转换动作中的断路器100a的跳闸装置51a为中心放大后的断路器100a的侧视图。在该动作中，主轴25以图5的箭头m所示的逆时针进行旋转。
74.图6是以处于闭合状态的断路器100a的跳闸装置51a为中心放大后的断路器100a的侧视图。
75.对从图4的分开状态经由图5向图6的闭合状态的动作进行说明。
76.图4的跳闸装置连杆1是为了推压脱扣杠杆11而设置的。在分开状态下，跳闸装置连杆1通过由复位弹簧8产生的力f3，朝向复位弹簧8侧拉伸，稳定在不推压脱扣杠杆11的稳定位置。
77.另外，防逆动作连杆2通过由保持弹簧9产生的绕滑动轴4b的逆时针方向的扭矩，向跳闸装置连杆1上的卡合面1a推压而处于稳定位置。防逆动作连杆2的该稳定位置在杠杆3与主轴25一起旋转时，是杠杆3与防逆动作连杆2接触的位置。
78.接下来，使用图1及图5对闭合动作进行说明。图1的箭头f1示出通过辊15产生的力。
79.辊15通过关闭杆(省略图示)而移动，该关闭杆通过断路器100a所具有的手柄(省略图示)而移动，对脱扣闩13上的卡合面13a施加力f1。通过该力f1，脱扣闩13绕脱扣闩轴14向逆时针方向旋转，脱扣闩13偏向直至与图6所示的脱扣杆12上的圆弧部12a卡合为止。此时，图1所示的储能臂39向逆时针方向旋转。
80.通过储能臂39的逆时针方向的旋转，连杆路19及连杆板21的结合部朝向主轴25移动，由此，连杆板轴24及臂轴26向与固定触点36接近的方向移动。由此臂板27相对于主轴25向逆时针方向旋转，主轴25也向逆时针方向(图5所示的箭头m的方向)旋转。将此时施加于主轴25的扭矩设为第1扭矩。即，主轴25被施加通过储能臂39的旋转而产生的向第1方向旋转的第1扭矩而旋转。另外，连杆板轴24及臂轴26向与固定触点36接近的方向移动，由此由通电部连杆路28及通电部连杆板29构成的连杆机构向与固定触点36接近的方向，即，上述的闭合方向移动。由此可动件33向顺时针方向旋转，可动触点34和固定触点36成为闭合状态。
81.另外，如图5所示，随着主轴25的逆时针方向的旋转，在主轴25设置的杠杆3也向逆时针方向旋转。由此，杠杆3与防逆动作连杆2的接触面2b接触，将防逆动作连杆2向从脱扣杆12远离的方向推压。由此，防逆动作连杆2以滑动轴4b为中心，向顺时针方向旋转。此时，将其旋转力作为弹性力而累积于保持弹簧9。杠杆3的旋转行进，如果杠杆3从防逆动作连杆2分离，则防逆动作连杆2通过以滑动轴4b为中心而累积的弹性力向逆时针方向旋转，返回至稳定位置。如上所述，相对于杠杆3的逆时针方向的旋转，防逆动作连杆2以滑动轴4b为中心向顺时针方向旋转，由此不使跳闸装置连杆1向杠杆3旋转，就能够将跳闸装置连杆1保持于稳定位置。其结果，跳闸装置连杆1成为图6所示的闭合状态。
82.接下来，对从闭合状态起的跳闸动作进行说明。
83.图7是以处于跳闸动作中的断路器100a的跳闸装置51a为中心放大后的断路器
100a的侧视图。箭头m示出力的朝向。
84.图8是跳闸动作后的断路器100a的概略侧视图。
85.使用图1、图7及图8，对跳闸动作进行说明。
86.在负载侧发生/残存事故的状态下，如果将断路器100a合闸，设为图1所示的闭合状态，则在连接于负载侧导体的外部连接端子37和连接于电源侧导体的外部连接端子37之间流过过负载电流，在可挠导体35产生电磁力即力f2。
87.可挠导体35通过力f2向箭头f2的朝向挠曲。于是，可动件保持架31及可动件轴30以可动件转动轴32为中心向逆时针方向转动。而且，通电部连杆板29及通电部连杆路28也朝向分开方向即脱扣闩13移动，因此经由通电部连杆板29及通电部连杆路28使臂轴26转动。其结果，臂板27向脱扣闩13的方向移动，由此顺时针方向旋转的第2扭矩施加于主轴25。
88.另外，在通过可挠导体35的移动而可动件轴30向逆时针方向旋转时，可动触点34从固定触点36分离。在可动触点34从固定触点36分离时，在断路器100a产生将可动触点34向固定触点36拉拽这样的电流力补偿效果。即，产生以可动件轴30为中心使可动件33在图1上向顺时针方向转动这样的第2扭矩。
89.如果使主轴25向顺时针方向旋转的扭矩超过使主轴25向逆时针方向旋转的扭矩，则主轴25向顺时针方向旋转。其结果，杠杆3与主轴25一起向顺时针方向旋转。另外，可挠导体35移动，由此压接弹簧38伸展，并且可动件33向逆时针方向转动，可动触点34从固定触点36分离。
90.如图7所示，与主轴25一起向顺时针方向旋转的杠杆3与防逆动作连杆2上的接触面2a接触。其结果，跳闸装置连杆1、防逆动作连杆2及保持弹簧9在长孔6a及长孔7a的长度方向朝向脱扣杠杆11被推起而移动。
91.移动后的跳闸装置连杆1与脱扣杠杆11的接触面11a接触，使脱扣杠杆11移动。而且，脱扣杠杆11的接触面11a使脱扣杆12向逆时针方向旋转。
92.如果脱扣杆12向逆时针方向旋转，则脱扣杆12的圆弧部12a与已卡合的脱扣闩13的前端部变得不接触。即，对脱扣闩13进行支承的脱扣杆12消失，因此卡合被解除。其结果，如图8所示移动至脱扣闩13跳闸的位置为止，断路器100a被断路。如果杠杆3的顺时针方向的旋转行进，杠杆3变得与防逆动作连杆2不接触，则跳闸装置连杆1由于自重而落下，防逆动作连杆2返回至上述的稳定位置。
93.此外，防逆动作连杆2在通过杠杆3的顺时针方向的旋转被推压的情况下，与该框架部接触，防止其旋转，以使得相对于框架部(第1框架6及第2框架7)与上述的稳定位置相比不旋转。
94.本实施方式所涉及的跳闸装置51a在大于或等于额定断路容量的电流流过的情况下，在主轴25设置的杠杆3与主轴25一起旋转，使跳闸装置连杆1移动，由此断路机构部50的跳闸动作开始，因此不需要严格的管理就能够将电流断路。
95.如果是根据弹簧的阈值而跳闸装置动作的断路器，则在存在问题等的情况下，有可能无法适当地使跳闸装置51a动作。另一方面，本实施方式所涉及的断路器100a通过与主轴25的旋转一起旋转的杠杆3使跳闸装置51a移动，能够可靠地使断路机构部50进行跳闸动作。
96.另外，杠杆3能够由不具有挠性的材料构成，因此与挠性单元相比耐久性高、容易
管理。
97.另外，在co任务时，在超过断路器100a的额定断路容量的过负载电流通电的情况下，断路机构部50被推回至分开状态为止，由此为了进行跳闸动作而花费时间，有时难以相对于再合闸动作而确保时间的余量。根据本实施方式，在向短路电路的合闸动作后的过负载电流通电时，与主轴25的旋转一起杠杆3旋转，由此能够在可动触点34从固定触点36分离时无延迟地移动跳闸装置51a，开始断路机构部50的跳闸动作。因此，能够相对于再合闸动作而确保时间的余量。
98.另外，通过设置防逆动作连杆2，从而能够抑制由于在闭合动作时与主轴25的旋转一起旋转的杠杆3使跳闸装置连杆1移动的情况，因此能够抑制在断路时以外开始跳闸动作这样的误动作。
99.实施方式2.
100.实施方式1和实施方式2的不同点是跳闸装置的形状的差异。在实施方式1中，关于跳闸装置，框架部由独立的第1框架及第2框架构成，但在实施方式2中，构成为第1框架及第2框架的至少一部分相连的状态的框架部。
101.此外，下面，仅对与实施方式1的不同点进行说明，省略相同或对应的部分的说明。关于标号，对与实施方式1相同或相当的部分设为同一标号，省略说明。
102.图9表示本实施方式所涉及的跳闸装置51b的概略斜视图。
103.如图9所示，跳闸装置51b由跳闸装置连杆1、防逆动作连杆2、杠杆3、滑动轴4a、滑动轴4b、框架销5、复位弹簧8、保持弹簧9及框架部90构成。
104.实施方式1所涉及的跳闸装置51a的第1框架及第2框架通过框架销5连接。在图9所示的本实施方式中，将通过框架销5连接的部位设为形成为框架部90的一部分的跳闸装置51b。
105.在图9中，在实施方式1中处于复位弹簧8侧的框架销5成为本实施方式的框架部90的一部分。在图9中，将复位弹簧8侧设为框架部90，但也可以将处于与复位弹簧8相对侧的框架销5作为框架部90而设为一体，也可以是两者设为框架部90。
106.本实施方式所涉及的跳闸装置51b与实施方式1同样地，在大于或等于额定断路容量的电流流过的情况下，固定于主轴25的杠杆3与主轴25一起旋转，将跳闸装置连杆1向脱扣杠杆11推压，由此开始断路机构部50的跳闸动作，因此无需严格的管理，就能够将电流断路。
107.另外，与实施方式1同样地，如果是根据弹簧的阈值而进行跳闸动作的断路器，则在存在问题等情况下，有可能无法适当地使跳闸装置动作。另一方面，本实施方式所涉及的断路器100b通过与主轴25的旋转一起旋转的杠杆3使跳闸装置51b移动，因此能够可靠地使断路机构部50进行跳闸动作。另外，杠杆3能够由不具有挠性的材料构成，因此与挠性单元相比耐久性高、容易管理。
108.另外，与实施方式1同样地，根据本实施方式，在向短路电路合闸后的断路时，与主轴25的旋转一起杠杆3旋转，由此能够无延迟地使跳闸装置51b开始跳闸动作，因此能够确保开始断路后的再合闸动作的时间的余量。
109.在本实施方式所涉及的跳闸装置51b中，通过设为将框架部的至少一部分相连的状态，从而能够使跳闸装置51b的整体构造的强度提高。而且，能够实现断路器的跳闸动作
的可靠性提高。
110.标号的说明
111.1 跳闸装置连杆
112.2 防逆动作连杆
113.3 杠杆
114.4a、4b 滑动轴
115.5 框架销
116.6 第1框架
117.7 第2框架
118.6a、7a 长孔
119.8 复位弹簧
120.9 保持弹簧
121.10 固定螺钉
122.11 脱扣杠杆
123.12 脱扣杆
124.13 脱扣闩
125.14 脱扣闩轴
126.15 辊
127.16 辊轴
128.17 框架轴
129.18 连杆杠杆
130.19 连杆路
131.20 连杆杠杆轴
132.21 连杆板
133.22 连杆路轴
134.23 臂路
135.24 连杆板轴
136.25 主轴
137.26 臂轴
138.27 臂板
139.28 通电部连杆路
140.29 通电部连杆板
141.30 可动件轴
142.31 可动件保持架
143.32 可动件转动轴
144.33 可动件
145.34 可动触点
146.35 可挠导体
147.36 固定触点
148.37 外部连接端子
149.38 压接弹簧
150.50 断路机构部
151.51a、51b 跳闸装置
152.60 通电部
153.70 收纳部
154.90 框架部
155.100a、100b 断路器