专利名称：用于断路器的附属开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诸如自动断路器、对地泄漏断路器等之类的断路器的诸如辅助开关、警告开关等之类的附属开关装置，该装置安装在断路器主体上，并将断路器的活动状态作为电信号向外输出。
背景技术：
首先，举一个上述自动断路器的例子，图4和5中示出了系本发明实施例的主题的断路器的构造。在图4中，1是将壳体2和盖体3组合在一起的树脂模制的断路器外壳，4是与电源接线端成一体的固定触头，5是活动触头，6是开/闭机构，7是操作手柄，8是过电流跳闸装置，而9则是负载侧接线端；容纳横向排列用于内部附属装置(可选用的元件)的诸附属开关(下文中将作描述)的诸囊状空腔3a一体地形成在盖体3中，并且辅助盖10作为一开/闭盖设置在这些空腔3a的上平面上。
此时，如图5所示，空腔3a一体地形成在断路器外壳1的盖体3的四个位置中，这些空腔3a采用固定间距排列。另外，11是构成附属开关的辅助开关(响应断路器的活动触头5移动，以便提取主电路触头的开(ON)、关(OFF)状态作为电信号)；12是警告开关(在断路器的跳闸动作期间将动作信号提取到外部)；13是从开关11和12中横向拉出的导线；而14则是与导线13相连接、且装配到断路器外壳1的一侧上的附属接线端基座。在图示例子中，辅助开关11和警告开关12被插入到排列在断路器外壳1的左侧中、且分别面向辅助开关11和警告开关12的诸空腔3a中，并且诸导线13一起被拉出到断路器1的左侧，而且诸外部信号线与附属接线端基座14相连接，以便提取辅助开关11和警告开关12的输出信号。另外。根据断路器的安装位置的条件，有时附属开关11和警告开关12会在排列于断路器外壳1的右侧的两个位置上装配到空腔3a中，并且导线13被拉出到右侧。
接着，举一个上述辅助开关11的例子，下面将参阅图6(a)和6(b)来描述传统开关的结构和动作。在该图中，辅助开关11系由容纳在树脂壳体11a中的微型开关15、L形致动杆和返回弹簧17所形成的一单元，其中处于装配到断路器主体上的状态中的自壳体11a向下突出的致动杆16的末端面向活动触头5(参阅图4)。另外，16a是构成致动杆16的摆动支点的支轴。
在具备上述构造的情况下，在断路器处于OFF的状态中(或者在跳闸动作期间)，如图6(a)所示，活动触头5从致动杆16缩进，并且微型开关15的致动件(自微型开关向下突出)由于被受到返回弹簧17的弹簧力的致动杆16推进而处于OFF。另一方面，当活动触头5由于断路器的激活而移动至ON位置时，如图6(b)所示，该活动触头5推动致动杆16。于是，致动杆16压缩返回弹簧17，同时顺时针倾斜，以便杆端从微型开关15缩进，由此微型开关15执行反转操作并输出用于此项操作的ON信号。
另外关于警告开关12，除致动杆的形式有所区别之外，其构造与辅助开关11相同。
在这种连接中，上述传统附属开关的结构呈现出如下所列问题，即(1)在活动触头5由于断路器的激活(主触头处于ON)而推动致动杆16的状态中(参阅图6(b))，经由致动杆16向活动触头5施加的返回弹簧17的压缩弹簧力用作为沿着将活动触头5推回的方向、即沿着使断路器主体的主触头的接触压力降低的方向的活动触头载荷F。图7示出了体现该方面的致动件行程(stroke)与用作为经由致动杆16作用在活动触头5上的反作用力的载荷F之间的关系，其中图中的特性线A表示活动触头载荷F中的变化。从该图中可以理解的是，在主触头的ON位置中，较大的载荷F作用在活动触头上。结果，在断路器的起电期间横过主触头的接触电阻增加，这会引起异常的热量产生，并且这样会导致诸如断路器的温度升高、主触头的使用寿命缩短和断路器性能发生变化等之类的不利影响。
(2)另外，如图5所示，当辅助开关11和警告开关12组装到断路器主体上时，按照惯例，除需要将每个开关分别插入到断路器外壳1的空腔3a中之外，设置在内侧上的警告开关12的导线13跨置于设置在外侧上的辅助开关11上而必须拉出到断路器外壳1的一侧，由此处理这些导线就显得较为麻烦。因此，按照惯例，当将辅助开关11和警告开关12面对面装配时，在将开关11、12和导线13固定在一适配器中之后，该适配器用于将这些开关和导线设置在适当位置上、并作为一独立的元件来提供，开关11、12被一同插入到断路器外壳的空腔3a中且设置在适当位置上。然而，由于需要提供独立于附属开关之外的适配器，因而导致成本上升。
鉴于上述内容，本发明的第一个目的在于改进附属开关的致动件的结构，以便在断路器的激活状态中，受到来自附属开关的反作用力，而不会使主触头的接触压力下降；本发明的第二个目的在于提供一种用于断路器的附属开关装置，它具有经改进可简化涉及将多个附属开关组装到断路器主体上的工作的附属开关壳体。
发明内容
通过下文中将描述的本发明的构造可实现上述目的。
(1)一种用于断路器的附属开关装置，该装置的构造为其中微型开关和致动杆是组合在一起的；并且在断路器主体的活动触头的移动传递至致动杆之后，装置执行微型开关的切换，该装置被构成为致动杆是由主杆和辅助杆组合而成的，其中主杆的杆端面向断路器主体的活动触头，辅助杆的支点位置与主杆不同，并且其杆端介于主杆与微型开关的致动件之间；它们被安装成动作位置和主杆与辅助杆之间的啮合角在微型开关的动作位置之前和之后是不同的；并且，当断路器激活时从微型开关经由辅助杆沿将主杆推回的方向施加的返回弹簧力的矢量方向在微型开关的切换动作之前和之后是不同的，以使作用在断路器主体的主触头上的反作用力保持较低(权利要求1)。
通过上述构造，当断路器激活时活动触头在第一半行程中推进辅助开关的主杆直到附属开关的微型开关执行切换动作为止时，主杆从后面推动辅助杆，以便将微型开关的致动件朝着动作位置驱动。在这种情况中，自微型开关经由辅助杆和主杆施加到活动触头的反作用力(微型开关接触机构的返回弹簧力)的矢量方向几乎与活动触头的激活方向相反。另一方面，当微型开关被推进直到切换动作位置时，辅助杆的末端行进并叠置到主杆的末端上，以便动作地点和主杆与辅助杆之间的啮合角与微型开关切换之前不同。因此，自微型开关经由辅助杆施加到主杆上的返回弹簧力的矢量方向与活动触头的推进方向大致垂直，并且作用在经由主杆将活动触头推回的方向中的力急剧下降。因而，在断路器的激活状态中，可防止由自附属开关施加到活动触头上的反作用力所引起的主触头的接触压力中不理想的压降。
(2)为了实现第二个目的，本发明提供了一种用于断路器的附属开关装置，其中附属开关插入到用于容纳这些附属开关的、一体形成在断路器外壳中的诸空腔内；并且，其中导线一起被拉出到断路器外壳的一侧而与外部信号线相连接，该装置被构成为，在附属开关的壳体顶部中设有镶嵌型导线通槽，以便装配在内侧空腔中的附属开关的导线经由装配在外侧空腔中的附属开关的通槽一起被拉出到断路器外壳的一侧(权利要求2)；设有自附属开关的壳体顶部横向延伸的对置耳部，以便与一体形成在断路器外壳中的空腔的排列间距相匹配；当将多个附属开关装配到断路器主体上时，相邻附属开关之间的导线穿过壳体顶部的通槽，并且在耳部彼此相对的状态中，诸附属开关被一起装配到断路器主体的空腔中(权利要求3)。
根据这种构造，即使将多个附属开关(辅助开关、警告开关)组装到断路器主体上，这些附属开关经由耳部彼此相对，并且在这些附属开关经由导线相互连接的状态中，这些附属开关可插设到断路器主体的诸空腔的适当位置上，由此可简化装配这些附属开关的工作。
图1是与本发明的实例1相对应的一种附属开关的结构和动作的示意图；图1(a)和1(b)分别示出了该开关在切换动作之前或之后的状态；图2是示出了藉由图1所示附属开关的致动件行程与活动触头载荷之间的关系的动作特性曲线图；图3是与本发明的实例2相对应的一种附属开关(附属开关)的构成图；图3(a)和3(b)分别是该附属开关的侧视图和前视图，图3(c)和3(d)分别是警告开关的侧视图和前视图，以及图3(e)是附属开关和警告开关的连接状态的前视图；图4是包含有本发明附属开关的断路器的构造的横截面图；图5是图4所示断路器的局部平面图，示出了容纳在断路器中的附属开关和附属接线端基座；图6是示意性示出的一种传统附属开关(辅助开关)的结构和动作的示意图；图6(a)和6(b)分别示出了该开关在切换动作之前或之后的状态；以及图7是示出了藉由图6所示附属开关的致动件行程与活动触头载荷之间的关系的动作特性曲线图。
具体实施例方式
下面将以图示实例为基础来描述本发明的实施例。在示出实例的附图中，与图4和5相对应的相同的零件由相同的标号来表示，并省略其描述。
图1是与本发明的权利要求1相对应的一种附属开关的构成图(以举例的方式示出了一种辅助开关)，并且在图示实例的辅助开关11中，对于与微型开关15相组合的致动杆而言，其结构采用主杆18和辅助杆19容纳在一壳体11a中的形式，使用时，该致动杆被装配到与断路器外壳1一体形成的空腔3a中，如参照图5所述。
在这里，其中断路器主体的活动触头5的开/闭移动方向为X轴，与X轴相垂直的是Y轴，安装在附属开关11内的微型开关15以Y轴方向设置，并且紧固在微型开关15的内部接触机构上的致动件15a的末端被偏置成因接触机构的返回弹簧而向下突出。
另外，主杆18延伸成沿Y轴方向下垂，以便跟随开关壳体11a，其中处于主杆18的上端处的支轴18a用作为其摆动支点；其杆端突出到活动触头5的移动路径中，并面向活动触头；主杆18的上段部分上的中途点朝着辅助杆19突出；并且主杆18的突起的上侧边缘形成为与辅助杆19(下文中将描述)的端部相啮合的轮廓形状。另外，20是完成当活动触头5缩进至OFF位置时使主杆18回复到初始位置的任务的极微弱的辅助弹簧。
另一方面，辅助杆19系其支点位置不同于主杆18的U形杆，其杆端介于主杆18与微型开关15的致动件15a之间，并且其左右杆臂支承在支承轴承19a上，其杆端部分具有类似于图中所示的多边形横截面，并且使杆端部分的顶面面向微型开关15的致动件15a。
在具备这种构造的情况下，当断路器激活时活动触头5从OFF位置向左移动、并从后面推动附属开关11的主杆18时，如图1(a)所示，主杆18从实线位置顺时针摆动至虚线位置，其中支轴18a用作为支点，杆中途的突起的端部从后面与辅助杆19的端部的背面相碰撞。结果，辅助杆19顺时针摆动，其中支轴19a用作为支点，辅助杆19的端部向上推进微型开关15的致动件15a。在这种情况下，微型开关15的接触机构的返回弹簧力作用在由邻接致动件15a的辅助杆19将主杆18推回的方向中，该力的矢量方向朝着主杆18和活动触头5彼此邻接时所处的点(作用位置)取向，如图中的箭头P所示，并且该力的矢量P用作为(系)指向活动触头5的载荷F1(反作用力)。
与此同时，当活动触头5的激活移动进一步前进时，微型开关15的接触机构执行切换动作，如图1(b)所示，辅助杆19的端部行进到主杆18的突起的顶上，并与其垂直啮合。当采取这种状态时，作用位置和介于主杆18与辅助杆19之间的啮合角从图1(a)中所示的实线位置变化至图1(b)所示的位置，于是，自微型开关15经由辅助杆19作用在主杆18上的返回弹簧的力的方向几乎垂直向下，如图中的箭头Q所示。因此，在这种状态中，微型开关15的返回弹簧的力由沿着与矢量Q大致相同的方向下垂延伸的主杆18的支轴18a吸收，并且作用在将活动触头5推回的方向中的载荷急剧减小成F2。
图2是示出了与上述动作相对应的微型开关15的致动件行程与作为反作用力作用在活动触头5上的活动触头载荷F之间的关系的曲线图。从图中所示的特性线B可理解的是，将微型开关15的切换动作位置作为边界线，在第一半行程的区域中，较大的载荷F1作用在活动触头5上，而微型开关的切换动作之后，该力急剧减小成载荷F2。因此，在断路器主体的主触头的ON位置中，从辅助开关11作用以减小主触头的接触压力的反作用力与图6所示的传统结构相比较显著减小，这样即使在辅助开关装配在断路器内的使用状态中，也可保持主触头的起电能力。
当活动触头5因断路器转向OFF、或者因过电流跳闸动作而缩进至OFF位置时，主杆18已由辅助弹簧20的弹簧力回复至初始位置，并且辅助杆19藉由在微型开关15的返回弹簧力的作用下向下突出的致动件15a的推动而返回至其初始位置。
另外，虽然图示实例描述的是辅助开关11，但可以相同方式实施警告开关12。
接着将结合图3(a)-3(e)来描述与本发明的权利要求2和3相对应的一个例子。该实例示出了一个壳体，其中结合图5所述的附属开关11和警告开关12组装到位于左侧上的两个位置中的、且一体形成在断路器外壳1中的诸空腔3a之中。图3(a)和3(b)、以及图3(c)和3(d)中分别示出了辅助开关11和警告开关12的结构，而图3(e)则示出了辅助开关11和警告开关12的一体连接状态。
在这里，辅助开关11和警告开关12的结构为其中微型开关15安装在[各个]树脂壳体11a、12a中，先前在实例1中所述的主杆18和辅助杆19以组合形式安装，并且形成在辅助开关11和警告开关12的树脂壳体11a、12a的顶部中的是在其上平面中具有狭长切口的沟渠形导线通槽11b、12b、以及自树脂壳体横向突出且在开关11与12之间彼此相对的对置耳部11c、12c。另外，耳部11c、12c的突起的尺寸被设置成可与图5所示的空腔3a的排列间距相匹配，其长度是相邻空腔之间间距的一半。
另外，当辅助开关11和警告开关12组装到断路器本体中时，自插入到断路器外壳的内侧空腔中的警告开关12伸出的导线13铺设在形成在插入到外侧空腔中的辅助开关11的顶部中的导线通槽11b内，以便与辅助开关11的导线13集束在一起，另外，使自辅助开关11的壳体的顶部向右突出的耳部11c和自警告开关12的壳体的顶部向左突出的耳部12c彼此相对，从而将两个开关组合成图3(e)所示的连接状态。另外，导线13连接至图5所示的附属接线端基座14的接线端。
倘若在这种连接状态中，辅助开关11和警告开关12的连接组件本体的位置与断路器外壳1的一空腔对齐并插入其中，则只需一个动作就可同时将两个开关装配在设置位置上。此外，用于各开关的导线13可集聚成一束，然后拉出到断路器外壳1的一侧，这样处理这些导线13就不再麻烦。
如上所述，本发明的构造可提供下列作用。
(1)根据本发明的权利要求1所述的构造，当断路器激活时附属开关通过响应断路器的活动触头而移动来执行切换动作时，从该附属开关作用在活动触头上的反作用力急剧减小。因此，在断路器的激活状态中，断路器的主触头的接触压力不会因受到来自附属开关的反作用力的影响而下降，这就意味着，当附属开关安装在断路器本体中时，可有效地防止诸如断路器的温度升高、主触头的使用寿命缩短和断路器性能发生变化等之类的传统问题的影响。
(2)通过采用本发明的权利要求2和3所述的构造，可简化当将多个附属开关(辅助开关、警告开关)组装到断路器上时所涉及的工作，从而提高用户的维护方便性。
权利要求
1.一种用于断路器的附属开关装置，所述装置安装在断路器主体中，并在检测到所述断路器的开/闭动作时向外输出电信号；所述装置的构造为其中微型开关和致动杆是组合在一起的；并且在所述断路器主体的活动触头的移动传递至所述致动杆之后，所述装置执行所述微型开关的切换，其特征在于，所述致动杆是由主杆和辅助杆组合而成的，其中所述主杆的杆端面向所述断路器主体的活动触头，所述辅助杆的支点位置与所述主杆的支点位置不同，并且其杆端介于主杆与所述微型开关的致动件之间；它被安装成动作位置和主杆与辅助杆之间的啮合角在微型开关的动作位置之前和之后是不同的；并且，当断路器激活时从微型开关经由辅助杆沿将主杆推回的方向施加的返回弹簧力的矢量方向在微型开关的切换动作之前和之后是不同的，以使作用在断路器主体的主触头上的反作用力保持较低。
2.一种用于断路器的附属开关装置，所述装置安装在断路器主体中，并在检测到所述断路器的开/闭动作时向外输出电信号；其中附属开关横向排列且插入装配到用于容纳这些附属开关的、一体形成在断路器外壳中的诸空腔内；并且，其中所述附属开关的导线一起被拉出到所述断路器外壳的一侧而与外部信号线相连接，其特征在于，在所述附属开关的壳体顶部中设有镶嵌型导线通槽，以便装配在内侧空腔中的附属开关的导线经由装配在外侧空腔中的附属开关的所述通槽一起被拉出到断路器外壳的一侧。
3.如权利要求2所述的用于断路器的附属开关装置，其特征在于，设有自所述附属开关的壳体顶部横向延伸的对置耳部，以便与一体形成在所述断路器外壳中的空腔的排列间距相匹配；当将多个附属开关装配到断路器主体上时，相邻附属开关之间的导线穿过壳体顶部的通槽，并且在所述耳部彼此相对的状态中，所述诸附属开关被一起装配到断路器主体的空腔中。
全文摘要
为了改进附属开关的致动件的结构,以便在断路器的激活状态中,主触头的接触压力不会因来自附属开关的反作用力而下降。一种容纳在断路器中的辅助开关(附属开关)由微型开关和致动杆所构成,该致动杆是由主杆和辅助杆组合而成的,其中主杆的杆端面向断路器主体的活动触头,辅助杆的支点位置与主杆的支点位置不同,并且介于主杆与微型开关的致动件之间;它被构成为:动作位置和主杆与辅助杆之间的啮合角在辅助开关的切换动作之前和之后是不同的,并且当断路器激活时从微型开关经由辅助杆施加到主杆上的力的矢量方向在开关的切换动作之前和之后从P变化到Q,以便自附属开关作用在使断路器主体的主触头的接触压力降低的方向上的反作用力保持较低。
文档编号H01H73/12GK1388549SQ0212169
公开日2003年1月1日 申请日期2002年5月28日 优先权日2001年5月28日
发明者渡边克己, 川岛善明, 青木忠久 申请人:富士电机株式会社