专利名称：空气断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及空气断路器，更详细地涉及电磁操作式空气断路器。
背景技术：
一般地，空气断路器构成为具备使刀型的可动接触元件相对于固定集电子转动并进行接通、切断的结构的开闭接触部；用于拉长断路时的弧长并限流的消弧装置；通过联杆机构驱动开闭接触部的接通操作用电磁铁；以及根据切断指令进行动作的断开装置。在这种空气断路器中，有下述空气断路器具备刀型的可动接触元件、与该可动接触元件连接的第一杆机构、接通操作用电磁铁、以及通过连接部件连接在该电磁铁的柱塞的前端的第二杆机构，通过构成为旋转自如地设在第二杆机构的前端的滚子与使第一杆机构作用的作用点抵接，可抑制接通操作用电磁铁的行程的增加，从而实现电磁铁的小型化 (例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献1 日本特开2010-44927号公报在上述专利文献1记载的空气断路器中，在与可动接触元件连接的第一杆机构中，由于能够缩短力的作用点的力臂的长度，因此能够抑制接通操作用电磁铁的行程的增加。其结果，能够使电磁铁小型化。但是，在专利文献1记载的空气断路器中，由于使电磁铁的柱塞克服重力向上方移动，并在切断方向上驱动可动接触元件，因此为了确保切断速度，不得不大型化，存在制约电磁铁的小型化的课题。另外，作为所谓的增力机构，由于是使两个杆机构关联的结构， 因此存在部件数增加之类的课题。另一方面，从用户的观点出发，要求空气断路器更小型化且便宜化。
发明内容
本发明是鉴于上述事项完成的，其目的在于提供不会使作为操作器的电磁铁和增力机构大型复杂化，而是更小型化，并且实现了便宜化的空气断路器。为了实现上述目的，第一发明具备具有定子和与上述定子相对且可转动地被支撑轴轴支承的刀形的可动元件的开闭器部；具有配置在上方的固定铁心、与上述固定铁心相对地配置在下方的可动铁心、利用电磁力使上述固定铁心和上述可动铁心接触或分离的线圈及永久磁铁的电磁操作器；存储用于激发上述电磁操作器的上述线圈的电力的电容； 根据对上述开闭器部的接通指令或切断指令控制从上述电容供给到上述线圈的电流的通电方向的控制基板；以及以与上述电磁操作器的上述可动铁心连接并将由上述电磁操作器的电磁力产生的驱动力传达到上述开闭器部的方式配设在上述电磁操作部的上方的增力机构部。另外，第二发明在第一发明的基础上，其特征在于，上述电磁操作器的上述永久磁铁在上述可动铁心与上述固定铁心接触时，以与上述可动铁心的下部接触的方式配置在上述线圈的支出板的下部。另外，第三发明在第一或第二发明的基础上，其特征在于，上述增力机构部具备 三相独立地构成的上述可动元件；通过连接销将一端连接在分别连接于上述可动元件的绝缘杆上的各个三相的杆；贯通并轴支承上述各个三相的杆的另一端的旋转轴；以及连接上述电磁操作器的可动铁心与上述杆的连接部件。另外，第四发明在第三发明的基础上，其特征在于，具备将一端安装在上述增力机构部的上述连接销上、将另一端安装在上述空气断路器的底板上的切断弹簧，上述切断弹簧在将上述开闭器部的上述可动元件接通，并将上述连接销向上方拉起时伸长并蓄势。另外，第五发明在第一至第四发明任一项的基础上，其特征在于，上述电磁操作器配置在从正面观察时的宽度方向大致中央。本发明的效果如下。根据本发明，由于通过组合简单的增力机构和带永久磁铁电磁操作器而构成空气断路器的操作机构，因此能够使永久磁铁小型化，并且能够充分地确保切断速度。其结果， 能够提供实现了更小型化及便宜化的空气断路器。
图1是利用局部截面表示本发明的空气断路器的一个实施方式的切断状态的侧视图。图2是利用局部截面表示图1所示的本发明的空气断路器的一个实施方式的切断状态的主视图。图3是利用局部截面表示本发明的空气断路器的一个实施方式的接通状态的侧视图。图4是利用局部截面表示图3所示的本发明的空气断路器的一个实施方式的接通状态的主视图。图中1-空气断路器，2-金属机架，3-底盘，4-固定侧导体，5-可动侧导体，6、7_切断夹子，8-支撑部件，9-旋转轴，10-可动元件，11-定子，12-绝缘杆，13-连接销，14-杆，15-主旋转轴，16-增力机构，17a、17b、17c-电容，18-带(固定金属器具)，19-控制基板，20-电磁铁(电磁操作器)，25-切断弹簧，28-连接部件，30-线圈，32-可动铁心，33-固定铁心， 34-旋转轴，38-永久磁铁。
具体实施例方式以下，使用
本发明的空气断路器的实施方式。图1至图4表示本发明的空气断路器的一个实施方式，图1是利用局部截面表示本发明的空气断路器的一个实施方式的切断状态的侧视图，图2是利用局部截面表示图1 所示的本发明的空气断路器的一个实施方式的切断状态的主视图，图3是利用局部截面表示本发明的空气断路器的一个实施方式的接通状态的侧视图，图4是利用局部截面表示图3所示的本发明的空气断路器的一个实施方式的接通状态的主视图。另外，在本实施方式中，为了方便说明，将断路器的操作部侧作为前侧及正面侧，将切断部侧作为后侧及背面侧。在这些图中，空气断路器1具备具有车轮的可移动的底盘3和载置在该底盘3上的箱型的金属机架2，在该金属机架2的背面侧(图1及图3的左侧)固定有绝缘台架2a。在绝缘台架加上，分别以贯通的形式在上部侧固定有固定侧导体4，在下部侧固定有可动侧导体5。在固定侧导体4和可动侧导体5的外部端分别安装有切断夹子6、7。这些切断夹子6、7在底板侧的未图示的轴套部上可插拔。其结果，通过改变空气断路器1相对于底板的拉出位置，可分别使空气断路器1的固定侧导体4和可动侧导体5与底板侧的电源侧母线、负荷侧母线接触或离开。在可动侧导体5的内部端固定有支撑部件8。在该支撑部件8上设有由利用旋转轴9转动自如地轴支承一端侧(基端侧)的一张刀形带板状导体部件构成的可动元件10。在固定侧导体4的内部端设有以与固定侧导体4电连接并与可动元件10的另一端侧(前端侧)的外侧面分别接触或离开的方式配置的定子lla、llb。其结果，通过可动元件10以旋转轴9为支点与定子IlaUlb相对地旋转，可动元件10的前端侧与定子11a、 lib相对地插入或拔出，以此实现空气断路器1的接通、切断。换言之，由可动元件10和定子IlaUlb构成开闭器部。另外，在图1及图3中，只表示一相，但如图2及图4所示，相同结构的开闭器部设为三相并在从正面观察时的宽度方向上排列，在后述的电磁铁上连接有在正面观察时的宽度方向位于中央的相(以下称为第二相)。在可动元件10的侧面大致中央部连接有绝缘杆12的一端。绝缘杆12的另一端通过连接销13连接在杆14的一端上。杆14的另一端由被旋转自如地轴支承的主旋转轴 15轴支承。在此，连接销13由三相分别独立的三个构成，一个主旋转轴15贯通并轴支承三相的各个杆14的另一端，其两端部旋转自如地设在金属机架2的两侧面。另外，如图2及图4所示，绝缘杆12和杆14形成为分别使一对板状部件相对，连接销13设为架设在这一对板状部件上。作为所谓的增力机构16，具备三相各自独立地构成的绝缘杆12、连接销13、杆14、 主旋转轴15、及连接后述的电磁铁20的旋转轴34和第二相的杆14的连接部件观。该增力机构16的详细结构将于后述。在箱型的金属机架2的正面侧上部设有顶棚罩加。在该顶棚板加的上部载置并固定有三个电容17a、17b、17c。具体地说，将两端固定在沿电容17c的轴向配置的支撑金属器具17d上的带(固定金属器具)18以包围各电容17a、17b、17c周围的方式沿径向配置。 支撑金属器具17d利用螺栓固定在顶棚罩加上。在各电容17a、17b、17c的端子部连接有未图示的电缆，并分别积蓄通过电缆供给的电力。为了激发后述的电磁铁20的线圈而供给蓄积的电力。另外，后述的控制基板19 根据对空气断路器1的接通指令或切断指令，控制从各电容17a、17b、17c供给电磁铁20的线圈的电流的通电方向。如图2及图4所示，控制基板19通过防振橡胶等衬垫并利用螺栓、螺母固定在金属机架2的右侧面上。在控制基板19上安装有接受来自未图示的数字继电器等的接通指令或切断指令并控制电磁铁20的驱动的控制逻辑部、用于对电容17a、17b、17c进行充放电的充放电电路、及控制电磁铁20的线圈的通电方向的继电器等(省略图示)。如图2及图4所示，作为电磁操作器，驱动可动元件10的电磁铁20配置在从正面观察时的金属机架2的大致中央部，具备线圈(电磁线圈)30、线圈架31、可动铁心32、固定铁心33、旋转轴34、三张可动平板35、36、37、永久磁铁38、形成为筒状的铁制罩40、42、铁制的支撑板44、45、46、47及固定杆48等。线圈30容纳在配置于支撑板44和支撑板47之间的线圈架31内，固定杆48利用螺栓、螺母固定在金属机架2的底板部。旋转轴34沿着垂直方向配置在电磁铁20的中央部。就旋转轴34而言，其下部侧插入可动平板35、36、37的各个贯通孔内，其上部侧插入支撑板46、47的各个贯通孔，并在上下方向上滑动自如。可动铁心32、可动平板35、36、37利用螺母固定在旋转轴34的外周面，在旋转轴；34的上部侧通过销沈旋转自如地连接有连接部件观的一端。在旋转轴34上安装有三张可动平板35、36、37。减小最下部的可动平板37是为了使可动部的质量合适。在可动铁心32的周围配置有固定在支撑板45的下部的永久磁铁 38。该永久磁铁38配置为，在可动铁心32向上方移动并与固定铁心33接触时，与可动铁心32的周围接触。固定铁心33例如利用螺栓固定在支撑板47的下部。为了减小磁阻力，可动铁心 32和固定铁心33可以是纯铁或硅素钢制。将一端连接在旋转轴34的上部侧的连接部件观的另一端利用销四连接在第二相的杆14的连接销13附近。另外，如图2及图4所示，在从正面观察时的宽度方向中，在左侧的相(以下称为第一相)的连接销13的轴向外端部连接有切断弹簧25的一端，切断弹簧25的另一端安装在金属机架2的底板部。切断弹簧25在接通可动元件10且向上方拉起连接销13时，伸长并蓄势(参照图4)。接着，说明上述的本发明的空气断路器的一个实施方式的动作。在图1及图2所示的切断状态下，若对控制基板19输入接通指令，则根据来自控制基板19的信号，电磁铁 20的线圈(电磁线圈)30通电，在线圈30的周围由连接可动铁心32 —固定铁心33 —支撑板47、46 —罩42 —支撑板44、45 —可动铁心32的路径形成磁场，向上的吸引力作用在可动铁心32的上部侧侧面，可动铁心32向固定铁心33侧移动，从而将可动铁心32吸附在固定铁心33上。此时，由于由永久磁铁38形成的磁场的方向也与由激发线圈30产生的磁场的方向相同，因此可动铁心32在吸引力大的状态下向固定铁心33侧移动。在此，在支撑板46、 47、44、45中，使线圈侧即支撑板47、44侧厚，从而确保相对于产生的冲击的强度和由线圈 30产生的磁通量的流通面积。如图3及图4所示，若进行利用电磁铁20的接通动作，则旋转轴34克服切断弹簧 25的弹力向上方移动，将由从电磁铁20产生的电磁力产生的驱动力传达到连接部件观。该驱动力通过连接部件观、销四传达到第二相杆14，并以主旋转轴15为支点使第二相杆14 向顺时针方向旋转。其结果，将另一端轴支承在主旋转轴15上的另一相杆14、14也同样顺时针旋转。由此，各个三相的连接销13上升移动，并使将一端连接在该连接销13上的各个三相的绝缘杆12上升移动。由于在该绝缘杆12的另一端连接有将基端部轴支承在旋转轴9 上的可动元件10，因此通过绝缘杆12的一端侧的上升移动，各个三相的可动元件10以旋转轴9为中心逆时针转动。其结果，各个三相的可动元件10的前端部与各个三相的定子11a、lib相对地插入，因此可实行空气断路器1的接通。其结果，连接主旋转轴15、杆14、连接销13、绝缘杆12、及可动元件10的连接点的线为大致直线状，将连接销13配置在上方位置，切断弹簧25在空气断路器1的接通动作中，总是持续伸长并蓄势。接着，若对控制基板19输入切断指令(断开指令)，则从控制基板19向线圈30输出伴随切断指令的信号。其结果，在线圈30上流过与接通时反向的电流，并在线圈30的周围形成与接通动作时反向的磁场。由线圈30产生的磁通量和由永久磁铁38产生的磁通量互相抵消，由于在轴向端面(上面)的吸引力比由切断弹簧25产生的弹力弱，因此可动铁心32离开固定铁心33并向下方移动。若连接销34伴随可动铁心32的移动向下方移动，则如图1及图2所示，通过连接部件观、销29，以主旋转轴15为支点使第二相杆14逆时针旋转。其结果，将另一端轴支承在主旋转轴15上的另一相的杆14、14也同样逆时针旋转。由此，各个三相的连接销13下降移动，并使将一端连接在该连接销13上的各个三相的绝缘杆12下降移动。由于在该绝缘杆12的另一端连接有将基端部轴支承在旋转轴9 上的可动元件10，因此通过绝缘杆12的一端侧的下降移动，可动元件10以旋转轴9为中心顺时针转动。其结果，由于各个三相的可动元件10的前端部与各个三相的定子IlaUlb相对地拔出，因此实行空气断路器1的切断。其结果，若连接主旋转轴15和罩14的线、与连接绝缘杆12和可动元件10的连接点的线在连接销13上为反 字状，则将连接销13配置在下方位置，并且切断弹簧25的伸长被解除。根据上述的本发明的空气断路器的一个实施方式，由于组合简单的增力机构16 和带永久磁铁38的电磁操作器20来构成空气断路器1的操作机构，因此能够使永久磁铁 38小型化，并且能够充分地确保切断速度。其结果，能够提供实现了更小型化及便宜化的空气断路器1。另外，根据上述本发明的空气断路器的一个实施方式，在空气断路器1的接通动作后，保持可动元件10的接通位置的保持力由电磁铁20的永久磁铁30承担，但由于采用增力机构，因此永久磁铁38的保持力可以是切断弹簧25的弹力和电磁铁20的可动铁心32 的自重相加的程度。因此，能够使永久磁铁38小型化，从而能够提供实现了便宜化的空气断路器1。另外，由于不需要现有的空气断路器具备的保持可动元件的接通位置的机械式插销机构，因此能够减少构成这些机构的部件的件数，从而能够提供实现了便宜化的空气断路器1。另外，根据上述的本发明的空气断路器的一个实施方式，空气断路器1的切断动作通过使电磁铁20的可动铁心32向下方移动而拉下增力机构16，并将可动元件10从定子11拔出而实行，但由于电磁铁20的可动铁心32的自重作用在动作方向，并且与切断弹力相加，因此能够充分地确保空气断路器1的切断速度。其结果，能够提供即使是小型的电磁铁，也可确保切断速度的空气断路器1。另外，根据上述的本发明的空气断路器的一个实施方式，由于构成为具有三相连接增力机构16的主旋转轴15，并利用中央的第二相部分与电磁铁20的旋转轴34连接，因
7此空气断路器1的动作稳定化，并且能够减少部件件数。其结果，能够提供实现了更小型化及便宜化的空气断路器1。
权利要求
1.一种空气断路器，其特征在于，具备具有定子和与上述定子相对且可转动地被支撑轴轴支承的刀形的可动元件的开闭器部；具有配置在上方的固定铁心、与上述固定铁心相对地配置在下方的可动铁心、利用电磁力使上述固定铁心和上述可动铁心接触或分离的线圈及永久磁铁的电磁操作器；存储用于激发上述电磁操作器的上述线圈的电力的电容；根据对上述开闭器部的接通指令或切断指令控制从上述电容供给到上述线圈的电流的通电方向的控制基板；以及以与上述电磁操作器的上述可动铁心连接并将由上述电磁操作器的电磁力产生的驱动力传达到上述开闭器部的方式配设在上述电磁操作部的上方的增力机构部。
2.根据权利要求1所述的空气断路器，其特征在于，上述电磁操作器的上述永久磁铁以在上述可动铁心与上述固定铁心接触时，与上述可动铁心的下部接触的方式配置在上述线圈的支撑板的下部。
3.根据权利要求1或2所述的空气断路器，其特征在于，上述增力机构部具备三相独立地构成的上述可动元件；通过连接销将一端连接在与分别连接于上述可动元件的绝缘杆上的各个三相的杆；贯通并轴支承上述各个三相的杆的另一端的旋转轴；以及连接上述电磁操作器的可动铁心与上述杆的连接部件。
4.根据权利要求3所述的空气断路器，其特征在于，具备将一端安装在上述增力机构部的上述连接销上、将另一端安装在上述空气断路器的底板上的切断弹簧，上述切断弹簧在使上述开闭器部的上述可动元件接通并将上述连接销向上方提升时伸长并蓄能。
5.根据权利要求1 4任一项所述的空气断路器，其特征在于，上述电磁操作器配置在从正面观察时的宽度方向的大致中央。
全文摘要
本发明涉及一种空气断路器。该空气断路器具备具有定子和与上述定子相对且可转动地被支撑轴轴支承的刀形的可动元件的开闭器部；具有配置在上方的固定铁心、与上述固定铁心相对地配置在下方的可动铁心、利用电磁力使上述固定铁心和上述可动铁心接触或分离的线圈及永久磁铁的电磁操作器；存储用于激发上述电磁操作器的上述线圈的电力的电容；根据对上述开闭器部的接通指令或切断指令控制从上述电容供给到上述线圈的电流的通电方向的控制基板；以及以与上述电磁操作器的上述可动铁心连接并将由上述电磁操作器的电磁力产生的驱动力传达到上述开闭器部的方式配设在上述电磁操作部的上方的增力机构部。
文档编号H01H71/10GK102420081SQ20111023599
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月11日 优先权日2010年8月12日
发明者森田步, 泽田雅词, 涩谷元辉, 薮雅人 申请人:株式会社日立制作所