专利名称：断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及断路器的构造。
背景技术：
为了在断路器的短路电流发生时使接点间的通电能力提高而进行了各种提案。例如日本专利公开特开平6-89650号公报所示的断路器构成如下，包括具备固定接点的固定元件、具有活动接点的活动元件、以及在该活动元件与端子间延伸的由分流(shunt)导体组成的导电部，利用起因于流过上述分流导体的电流而引起的磁通与该电流的电磁力使上述活动接点朝向上述固定接点侧这样发挥作用，在上述磁通的磁路中配置高导磁率构件并使通过该导磁率构件的磁通与上述电流进行交链。由此，磁通集中于高导磁率构件，短路电流与集中于该高导磁率构件的磁通进行交链，所以联链磁通量增加，按压诸接点的力增大，通电能力提高。
但是，根据上述以往的构成，虽然具有外加于接点间的电磁力增大，将按压活动及固定两接点间的力增强而使通电能力提高的效果，但还有在零部件个数增加的同时，因高导磁率构件的设置而需要某种程度的空间之类的难点。
发明内容
本发明就是鉴于上述难点而完成的，其目的是不增加零部件个数又不需要空间、以小型原封不动地将按压活动及固定两接点间的力增强，谋求短路电流发生时的断路器的短时间通电功率的提高。
为了达成上述目的，与本发明有关的断路器，构成为包括具备固定接点的固定元件，由轴所支承可倾斜的、具有与上述固定接点接触分离的活动接点的活动元件，一端固定到上述活动元件的、相对于上述轴与上述活动接点相反方向的后端侧而另一端连接到端子的分流导体，利用起因于流过上述分流导体的电流而引起的磁通与该电流的电磁力使上述活动接点朝向上述固定接点侧这样作用于上述活动元件，在该断路器中，使上述活动元件的上述后端侧的长度为上述轴与上述活动接点间的水平方向的距离的2倍以上，使上述分流导体的一端相接固定到上述活动元件的后端侧。
另外，一种断路器，构成为各极包括具备固定接点的固定元件，由轴所支承可倾斜、并列设置3个以上具有与上述固定接点接触分离的活动接点的活动元件，一端固定到上述活动元件的、相对于上述轴与上述活动接点相反方向的后端侧而另一端连接到端子的分流导体，利用起因于流过上述分流导体的电流而引起的磁通与该电流的电磁力使上述活动接点朝向上述固定接点侧这样作用于上述活动元件，在该断路器中，使邻接于他极一侧的活动元件的从平面方向观看的宽度比除此以外的活动元件的宽度还狭窄。
另外，一种断路器，构成为各极包括具备固定接点的固定元件，由轴所支承可倾斜、并列设置3个以上具有与上述固定接点接触分离的活动接点的活动元件，一端固定到上述活动元件的、相对于上述轴与上述活动接点相反方向的后端侧而另一端连接到端子的分流导体，利用起因于流过上述分流导体的电流而引起的磁通与该电流的电磁力使上述活动接点朝向上述固定接点侧这样作用于上述活动元件，在该断路器中，使与他极邻接一侧的活动元件，相对于与该活动元件的活动接点对应的固定接点在活动元件组的中心方向上偏移来进行设置。
由于使活动接点按压固定接点的力增强，所以能够实现小型且短时间通电功率大的断路器。
图1是表示与本发明有关的断路器的侧面图。
图2是表示与本发明实施方式1有关的断路器的固定元件和活动元件部分的概念图。
图3是扩大表示与本发明实施方式1有关的断路器的固定元件和活动元件部分的要部的图。
图4是用于说明实施方式1的动作的曲线图。
图5是表示与本发明实施方式2有关的断路器的固定元件和活动元件部分的概念图。
图6是扩大表示与本发明实施方式2有关的断路器的固定元件和活动元件部分的要部的图。
图7是表示与本发明实施方式3有关的断路器的固定元件部分的平面图(a)以及侧面图(b)。
图8是用于说明实施方式3的动作的曲线图。
图9是表示与本发明实施方式4有关的断路器的活动元件部分的平面图(a)、以及侧面图(b)。
具体实施例方式
实施方式1.
以下基于附图来说明本发明的实施方式。图1是与本发明有关的断路器的侧截面图、图2是概念性地表示其固定元件和活动元件部分的图，图3是进一步扩大表示图2的要部的图。与本发明有关的断路器具有壳体1。在壳体1内具备具有固定接点2的固定元件(导体)3、具有与固定接点2接触分离的活动接点4的活动元件5、由轴8所支撑的接触臂6、支承活动元件5的活动轴7、端子9、将端子9与活动轴7进行电连接的分流导体10、架设于活动元件5与壳体1之间、对活动元件5外加朝向接点闭合方向的挤压力的压接用弹簧11，开闭机构部12、轴13、切断继电器部14、消弧室15。
图2拆卸掉固定元件3和活动元件5部分概念性地进行表示，图3扩大表示图2的要部。这些图表示活动接点4与固定接点2相接的状态。连接端子9与活动元件5的分流导体10是将许多薄铜板进行了叠层的挠性导体。分流导体10的一端借助于螺钉等被固定到端子9，另一端用固定部A固定到活动元件5。该固定部A如后述那样，通常使用固定螺钉20。活动元件5是以轴7为支点可倾斜的大致棒状的构件，自轴7起在前端侧(在图2中右侧)设置固定接点4，自轴7起后端侧(在图2中左侧)被连接固定到分流导体10。
就分流导体10与活动元件5的连接·固定部分详细进行说明。由叠层导体组成的分流导体10的前端部分，通过沿活动元件5的后端侧下面也就是设置有活动接点4一侧的面进行压接，使压板16从下侧进行抵压将螺钉20拧入活动元件5来进行固定。分流导体10的前端部分在压板16与自活动元件5的轴7起后端侧之间牢牢地固定，另外，在电气上也保持与活动元件5的紧密接触。压板16的长度大致等于分流导体10的前端部与活动元件5接触的长度。
实施方式1中说明的本发明的特征是，在上述构成中，使活动元件5的后端与轴7间的距离大于轴7与活动接点4间的距离来进行设定。具体而言就是，在设轴7的中心与活动接点4的水平方向的距离为D1、轴7的中心与活动元件5的后端的距离为D2时，将D2设为D1的2倍以上。
若短路电流从端子9通过分流导体10、活动元件5、活动接点4、固定接点2流到固定元件3，则因该电流而引起磁通，由于该磁通与上述电流而在分流导体10与端子9之间发生电磁推斥力，该电磁推斥力以轴7为旋转中心使活动接点4按压到固定接点2这样作用于活动元件5。另一方面，在活动接点4与固定接点2之间作用借助于电磁力的推斥力(以下，为了区别于在端子9与分流导体10之间作用的电磁推斥力而称之为接点推斥力)，施加减弱活动接点4与固定接点2的压接的力。但是，通过将D2设定成D1的2倍以上，使利用D2的轴7的周围的转矩大大超过利用D1的轴7的周围的转矩，由此使活动接点4与固定接点2的压接力大大超过接点推斥力，使短时间通电功率提高。
用实验结果所得到的曲线图来说明此状况。图4(a)表示短路电流发生时的、3相断路器的A相、B相这2相的电流波形的代表例。图4表示取横轴为时间、取纵轴为电流值，设A相的电流为S、B极的电流为T，短路电流起始的半波长部分。此时，在接点部发生的活动元件的浮动力R(借助于上述接点推斥力的)与压紧力P(利用上述电磁推斥力以及压接弹簧力等)，通过借助于有限要素法等的电磁力分析，而成为图4(b)(c)(取横轴为时间，纵轴为力)。在D2未达到D1的2倍的现有构成中，如(b)所示，产生浮动力与压紧力均衡的地方，由此就存在未完全压紧诸接点、无法满足短时间通电性能的情况。相对于此，在设活动元件5的尺寸D2为D1的2倍的情况下，如图4(c)所示那样压紧力P超过浮动力R，使压紧力提高。
实施方式2.
图5、图6是表示与本发明实施方式2有关的断路器的活动元件与固定元件部分。在该实施方式中，其特征在于图中，在活动元件5的后端附近设置将沿活动元件5的后端侧压接的分流导体10的端部固定到活动元件5的固定部A。固定部A是与实施方式1同样的构造，通常是用压板16夹着抵接到活动元件5的后端侧的分流导体10的端部，将固定螺钉20拧入活动元件5来进行固定。在此情况下，设轴7与活动接点4的水平方向的距离为D1、轴7与固定螺钉20的距离为D3时，就使D3为D1的1.3倍以上。其他构成与实施方式1相同。
如在上述实施方式1中所说明那样，如果使活动元件5的后端与轴7的距离D2为活动接点4与轴7的距离D1的2倍以上，则由于分流导体10与端子9之间发生的电磁推斥力的作用，以轴7为旋转中心将活动接点4按压到固定接点2的力就得以强化。但是，在活动元件5与分流导体10的借助于固定螺钉20的固定位置靠近轴7、D3为D1的1.2以下的情况下，作用到活动元件5的电磁推斥力的合力就存在起因于分流导体10的弹性等的游隙或因传达的时间滞后而被削弱的情况。于是，如本实施方式那样，如果使分流导体10的端部沿着活动元件5的后端侧，然后利用固定螺钉20在固定元件5的后端附近、将D3固定于D1的1.3倍以上的位置，分流导体10与固定元件5的游隙幅度就得以抑制，朝向活动接点4的固定接点2侧起作用的力就没有时间滞后或游隙幅度地发生，就取得短时间通电功率提高的结果。
实施方式3.
图7是表示与本发明实施方式3有关的断路器的活动元件组的平面图(a)以及侧面图(b)，图中表示例如用并列的6个活动元件构成3相的一极的例子。活动元件的个数根据断路器的功率等进行增减，并不限于6个。活动元件51～56分别支承于轴7，用固定螺钉20固定到分流导体10。在各活动元件51～56上分别设置活动接点4。另一方面，与活动接点4接触的固定接点是邻接的3个活动元件51～53的活动接点4共通对向着横长的固定接点2a，其他的3个活动元件54～56的活动接点4共通对向着横长的固定接点2b。固定接点的形态并不限于此例，也可以是相对于一个活动接点一个固定接点对向，或相对于6个活动接点共通的一个固定接点对向。在此情况下，作为一例相对于固定接点宽度1.5设定成活动接点宽度1.0左右。
本实施方式3的特征与并列设置的同一形状、同一尺寸的各活动元件51～56的邻接间隔有关(图7是表示夹着3相的A极和C极配置的B极)，在设与其他极邻接的活动元件51与56和邻接于它们的活动元件52与55的间隔为n2，其他活动元件52与53、53与54、54与55的间隔为n1时，使间隔n2小于间隔n1。亦即，相对于固定接点2的位置假定全部活动元件等间隔地进行设置的情况来进行设置，两侧的活动元件51与56被配置在靠活动元件组的中心。在固定接点(幅宽1.5)相对于活动接点4(幅宽1.0)逐一独立设置的情况下，相对于活动元件52～55的活动接点4与固定接点在中心对向进行设置，活动元件51与56的活动接点4使中心线自固定接点的中心线每0.5朝活动元件组的中心方向偏移这样来配置活动元件51与56。
图8是表示例如由A极、B极、C极组成的3相的B极中的第1～第6活动元件的表面电流分布的曲线图。如图8那样，在位于两端的第1活动元件与第6活动元件上集中较大的表面电流。这是由于相邻的活动元件或因相邻极的影响而引起的涡流。从而，利用上述电流在各极的活动元件组上作用于与他极邻接的活动元件的接点推斥力以及向他极方向(外侧横方向)的电磁力与其他的相比变得显著。在各活动元件上依照在其上流过的电流的大小作用各种各样的电磁力，但特别是，在与他极相邻一侧的活动元件上施加朝向外侧的横方向的电磁力和作为固定接点与活动接点间的推斥力的接点推斥力的合力，而引起活动接点在与固定接点本来的接触面上不接触的、所谓的踩空(踏み外し)，使短时间通电功率降低。于是如本实施方式那样，通过使邻接于他极一侧的活动元件51与56的位置从间隔n1向n2靠内进行配置，就可确保直到引起踩空的、活动接点4能够在固定接点2上移动的容限(マ一ジン)，并可防止踩空以确保充分的短时间通电功率。
实施方式4.
图9是表示与本发明实施方式4有关的断路器的活动元件的平面图，图中表示例如用并列的6个活动元件构成3相的一极的例子。活动元件的个数根据断路器的功率等进行增减，并不限于6个。各活动元件51～56被支承于轴7、用固定螺钉20固定到分流导体10。固定接点的构造与实施方式3的相同。
本实施方式4的特征是使活动元件组51～56中的各活动元件之内、与他极邻接的活动元件51与56从平面方向观看的宽度比其他活动元件52～55的宽度狭窄。在图9中，在设活动元件52～55的活动元件的宽度为t1时，将与他极邻接的活动元件51与56的宽度设为比t1小的t2，以减小此部分的电流通路截面积增大阻抗。虽然在图9中基于加工上的理由，将活动元件51与56的、从与分流导体10的连接部到前端的宽度设成比t1小的t2，但在原理上只要使从与分流导体10的连接部至少到活动接点4的宽度狭窄即可。
使活动元件51～56的宽度全部相同的情况下的各活动元件的电流分布如图8所示那样。起因于该电流分布、如在实施方式3中所说明那样，有在邻接于他极的活动元件上流过较大的表面电流而作用较大的电磁力的倾向，利用电磁力的固定接点与活动接点间的接点推斥力和向他极侧的横方向的电磁力显著外加到两侧的活动元件51与56。其结果，在活动接点被按压到固定接点的力减弱的同时，引起活动接点在与固定接点本来的接触面上不接触的、所谓的踩空，使短时间通电功率降低。
于是，如本实施方式那样，通过使邻接于他极的活动元件51及56的宽度比其他的活动元件52～55狭窄，使活动元件51及56的通电截面积减小而使阻抗增大，就在消除图8所示的电流分布的偏流的方向上发挥效力。据此邻接于他极的活动元件51及56上流过的表面电流就降低，这些活动元件受到的显著的横方向的电磁力就降低，并能够防止接点踩空，同时接点推斥力也降低，其结果，使短时间通电功率提高。
产业上的可利用性本发明能够用于遮断功率较大的断路器。
权利要求
1.一种断路器，构成为包括具备固定接点的固定元件，由轴所支承可倾斜的、具有与上述固定接点接触分离的活动接点的活动元件，一端固定到上述活动元件的、相对于上述轴与上述活动接点相反方向的后端侧而另一端连接到端子的分流导体，利用起因于流过上述分流导体的电流而产生的磁通与该电流的电磁力使上述活动接点朝向上述固定接点侧这样作用于上述活动元件，该断路器的特征在于，将上述活动元件的上述后端侧的长度设成大于等于上述轴与上述活动接点间的水平方向的距离的2倍，使上述分流导体的一端接连固定到上述活动元件的后端侧。
2.按照权利要求1所述的断路器，其特征在于利用连接螺钉来固定上述分流导体与上述活动元件，将上述轴与上述连接螺钉间的距离设成大于等于上述轴与上述活动接点间的水平方向的距离的1.3倍。
3.一种断路器，构成为各极包括具备固定接点的固定元件，由轴所支承可倾斜、并列设置3个以上具有与上述固定接点接触分离的活动接点的活动元件，一端固定到上述活动元件的、相对于上述轴与上述活动接点相反方向的后端侧而另一端连接到端子的分流导体，利用起因于流过上述分流导体的电流而产生的磁通与该电流的电磁力使上述活动接点朝向上述固定接点侧这样作用于上述活动元件，该断路器的特征在于，使与他极邻接一侧的活动元件，相对于与该活动元件的活动接点对应的固定接点在活动元件组的中心方向上偏移来进行设置。
4.一种断路器，构成为各极包括具备固定接点的固定元件，由轴所支承可倾斜、并列设置3个以上具有与上述固定接点接触分离的活动接点的活动元件，一端固定到上述活动元件的、相对于上述轴与上述活动接点相反方向的后端侧而另一端连接到端子的分流导体，利用起因于流过上述分流导体的电流而产生的磁通与该电流的电磁力使上述活动接点朝向上述固定接点侧这样作用于上述活动元件，该断路器的特征在于，使邻接于他极一侧的活动元件的从平面方向观看的宽度比除此以外的活动元件的宽度还狭窄。
全文摘要
一种断路器构成如下，包括具备固定接点(2)的固定元件(3)，由轴(7)所支承可倾斜、具有与固定接点(2)接触分离的活动接点(4)的活动元件(5)，一端固定到活动元件(5)的、相对于轴(7)与活动接点(4)相反方向的后端侧而另一端连接到端子(9)的分流导体(10)，其中，利用起因于流过分流导体(10)的电流而引起的磁通与该电流的电磁力使活动接点(4)朝向固定接点(2)侧这样作用于活动元件(5)，将活动元件(5)的上述后端侧的长度设成轴(7)与活动接点(4)间的水平方向的距离的2倍以上，使分流导体(10)的一端接连固定到活动元件(5)的后端侧。
文档编号H01H1/00GK1777968SQ20048000177
公开日2006年5月24日 申请日期2004年1月28日 优先权日2004年1月28日
发明者牧田阳, 福谷和则, 竹内敏惠, 三桥孝夫, 筑岛千寻, 冈下广史, 小山健一 申请人:三菱电机株式会社