开关的制作方法

文档序号:6804375阅读:138来源:国知局
专利名称:开关的制作方法
技术领域
本发明涉及例如电路断路器及限流器或电磁接触器等在切断电流时,在容器内发生电弧的开关。
图1是作为先有的开关例如电路断路器的断开状态的侧视图,图2是图1电路断路器的触点刚离开之后的状态的侧视图,图3是图2电路断路器中可动接触头的最大离开状态的侧视图。图中,1是电路断路器的可动触头,该可动触头1支持在端部的转动支点(转动中心)14上(参见图2和图3),可以以该转动支点14为中心进行转动。2是固定在上述可动触头1的一端(自由端的下面)的可动触点,3是固定触点,通过上述可动触头1的转动,使其与可动触点2发生接触和分离,4是一端安有固定触点3的固定触头,关于该固定触头4的形状结构,后面再作介绍。5是与上述固定触头4的另一端连接的电源端的接头。6是灭弧板,当上述可动触点2和上述固定触点3分离开时,灭弧板6具有将这些触点间发生的电弧拉长并进行冷却的功能。7是用来固定上述灭弧板6的灭弧侧板。8是使上述可动触头1转动的驱动机构,该驱动机构8的内部装有电流检测器(图中未示出),根据该电流检测器检测的短路电流而动作。9是用手动方法操作上述驱动机构8的手柄,10是负载端的接头,11是将该接头10与上述可动触头1连接的导体。12是内装这些电路断路器的构成部件的容器,13是设在该容器12的侧壁上的排气孔。
下面,说明上述固定触头4的形成构成。在图1~图3中,上述固定触头4整体形成由导体4a、导体4b、导体4c、导体4d和导体4e构成的形状,导体4a与电源端的接头5连接,向水平方向延伸;导体4b从导体4a上与上述接头5相反的一端向下弯折,与导体4a垂直;导体4c从导体4b的下端向与上述导体4a相反的水平方向延伸,形成台阶状;导体4d从导体4c的前端沿垂直方向向上延伸;导体4e从导体4d的上端朝上述导体4a一边向水平方向延伸。在上述导体4e上设有固定触点3。
在这种形状构成的固定触头4中,连接台阶状下部的导体4c和固定触点3的导体4d配置在比固定触点3的位置更靠近可动触点1的未设可动触点2的另一端、并且位于接头5的反方向的位置上,具有固定触点3的导体4e和具有接头5的导体4a位于同一水平面上,可动触点2和固定触点3相互接触时,位于该触点接触面的下面。这样的固定触头4以其整个表面未绝缘的裸露状态使用。
下面,说明其动作。
在图1的状态下,将固定触头4的接头5和电源连接,同时,将负载端的接头10和负载连接。
在该状态下,如果将手柄9朝箭头B方向操动,则驱动机构8动作,可动触头1以端部的转动支点14(参见图2和图3)为中心向下转动,从而达到可动触点2和固定触点3接触的闭合状态,从电源向负载供给电力。在该状态下,为了确保通电的可靠性,可动触点2以规定的接触压力压紧在固定触点3上。
如果在负载电路中发生短路事故等,从电路断路器向电路流过很大的短电流时,当上述驱动机构8内的电流检测器检测到该大电流后,就使上述驱动机构8动作。于是,可动触头1向触点分离开的方向转动,使可动触点2离开固定触点3。在触点分离开时,如图2和图3所示的那样,在可动触点2和固定触点3之间出现电弧A。
但是,通常,当流过短路电流等大电流时,在可动触点2和固定触点3的接触面上,电磁排斥力非常强,为了克服加在上述可动触点2上的接触压力,可动触头1等不到驱动机构8的动作便向触点分离开的方向转动。
因此,由于该转动而使可动触点2和固定触点3发生分离,在上述触点2和3之间发生的电弧A由灭弧板6拉长并冷却。结果,电弧电阻上升,产生使短路电流减小的限流作用,在电流零点,上述电弧A熄灭,从而切断电流。
为了提高电路断路器的保护功能,限流是非常重要的。为了提高限流性能,如上所述,应增大电弧电阻。
为了增大电弧电阻,作为拉长电弧的方法,经常使用的是利用例如特开昭60-49533号公报及特开平2-68831号公报所示形状的固定触头的方法。
上述公报所揭示的固定触头的形状,基本上和图1~图3所示的固定触头4的形状相同。
在图1~图3中,固定触头4限定的电流路径为从电源端的接头5顺序经过导体4a、4b、4c、4d和4e,然后到达固定触点3。
在这样的电流路径中,流经固定触头4的固定触点3下面的导体4e的电流对电弧A作用的电磁力,成为将电弧A向灭弧板6方向拉伸的力。结果,可以得到电弧电阻更高、限流性能优良的电路断路器。
为了提高通常的交流分断的限流性能,如上所述,应提高电弧电阻,但是,这时,必须在触点2,3刚分离开之后,电流尚未达到最大值之前提高电弧电阻。当电流增大之后,即使提高电弧电阻,也由于电流的惯性效应,很难对电流进行限流。相反,由于大电流和高电阻,使在断路器内发生的电弧能量增大,所以,对断路器的损伤厉害。因此,固定触头的形状应能以很强的电磁力将触点2,3刚分离开之后的电弧大大拉长,急剧地提高电弧电阻。
但是,由于具有先有的固定触头形状的开关是由上述结构构成的,所以,如图2所示,在触点2,3刚分离开之后使可动触头1向断开的方向动作,而且同时发生使电弧A向电源端的接头5方向拉长的电磁力的固定触头4的电源路径只是固定触点3下面的导体4e。其它的电流路径(导体)4a,4b,4c,4d都妨碍可动触头1的断开动作,而且发生将电弧A向与上述接头5相反方向拉长的电磁力。由于电流路径4d的电流和上述电弧A的电流方向相同,与电弧相互吸引,电流路径4b的电流和上述电弧A的电流方向相反,与电弧相互排斥,所以,它们分别将电弧A向与接头5的方向相反的方向拉引。另外,电流路径4a和4c的电流与电流路径4e的电流方向相反,产生将上述电弧A向与接头5的方向相反的方向拉引的电磁力。
另外,如上所述,对上述可动触头1的整体向转动方向作用电磁力的只是固定触头4的电流路径4e,由于流过其它电流路径4a和4c的电流和可动触头1的电流方向相同,所以,对可动触头1施加使之闭合的电磁力。流过电流路径4d的电流在可动触头1的转动中心14一侧,施加转动方向的电磁力,但是,在可动触点2一侧,施加闭合方向的电磁力。
因此,利用先有的开关所使用的固定触头4的形状,流过上述固定触头4的电流的电磁力不能有效地使电弧A拉长。另外,唯一对可动触头1的高速断开有贡献的固定触头4的电流路径4e的电磁力也随着上述可动触头1的转动而随二者之间的距离增大而急剧减小,发生妨碍断开动作的电磁力的其它电流路径4a,4b,4c,4d的电流的影响相对地增大,从而,使断开速度降低。因此,不能达到所需要的限流性能。
图4是例如特开昭60-49535号公报所公开的作为先有开关的电路断路器闭合状态的侧视图,图5是图4中只有可动触头处于断开状态的侧视图,图6是图4的可动触头和排斥触头均处于断开状态的侧视图。
图中,101是电路断路器的电触头(以下称为可动触头),该可动触头101如图7和图8所示,可以以端部的支轴P1为转动中心进行转动。102是固定在上述可动触头101的自由端下面的触点,103是配置在上述可动触头101的下方的另一个电触头(排斥触头),该电触头103也以其端部的轴P2为转动中心进行转动。104是固定在上述另一个电触头103的自由端上面的与上述触点102接触和分离的另一触点,上述可动触头101和上述另一个电触头103构成一对电触头。
105是电源系统的接头,106是将上述另一个电触头103和上述接头105进行电气连接的导体,107是一端与上述接头105连接、在上述可动触头101的下方向水平方向延伸的第1导体,108是与第1导体107的另一端连接、在上述可动触头101的下方向上延伸的第2导体,由上述第1导体107和第2导体108构成上述导体106。其中,上述第2导体108具有可挠性,不妨碍上述电触头103的转动。另外,上述排斥触头103的端部通过上述轴P2与上述第2导体108的上端连接,可以自由转动。
109是装在电触头103的端部连接轴P2上的绞丝弹簧,110是使上述可动触头101转动的驱动机构,当电路断路器中流过大于指定电流值的电流(短路电流)时,该驱动机构110具有自动地使上述可动触头101向断开方向转动的功能。因此,通常把上述电触头101称为可动触头,另外,以后将触点102称为可动触点102。110a是设在上述驱动机构110的箱罩侧面上的弹簧挂扣,上述绞丝弹簧109的一端挂在该弹簧挂扣110a上,绞丝弹簧109的另一端挂在上述可动触头101上。利用这样的绞丝弹簧109,可以以指定的力使闭合时上述触点102和104相互接触。另外,还设有电触头103的制动器(图中未示出),当上述可动触头101断开时,可使上述电触头103保持图5所示的位置。
因此,如果作用的力大于上述绞丝弹簧109的力时,上述电触头103可以向断开的方向转动。这样,上述电触头103可以以较大的力进行排斥,所以,以后将该电触头103称为排斥触头,将触点104称为排斥触点。
111是用手动方法操作上述驱动机构110的手柄,通过操作该手柄111,可以利用手动方法使上述可动触头101进行开关动作。112是用来论定上述排斥触头103的最大断开位置的制动器,113是灭弧板,114是固定灭弧板113的灭弧侧板,115是负载端的接头,116是内装电路断路器的上述结构部件的容器,117是设在该容器116侧壁上的排气孔。
下面,说明其动作。
在图4中,通过将接头105和电源连接,将另一个接头115和负载连接,可以将电力从电源供给负载。这时,可动触点102和排斥触点104依靠可动触头101的触压弹簧(图中未示出)和排斥触头103的绞丝弹簧109,以指定的接触压力作为接触的闭合状态,在该闭合状态下,上述可动触头101和上述排斥触头103中流过电流,如图7所示。即,电流沿图7中细箭头所示的方向从接头105流入,经过第1导体107到第2导体108后,到达排斥触头103至排斥触点104,然后,通过该排斥触点104和可动触点102的接触面,到达可动触头101。最后,可动触头101的电流从转动中心P1附近的导体流入负载端。
由图7可知,流过排斥触头103和可动触头101的电流基本上是平行反向的,所以,在上述可动触头101和排斥触头103之间作用电磁排斥力。这里,上述可动触点102和排斥触点104之间的接触压力设定得大于由通常的负载电流或过负载电流那样的小电流产生的电磁排斥力,所以,小电流时,驱动机构110不动作,而可动触头101转动或排斥触头103转动,上述可动触点102和排斥触点104不会分离开。
切断通常的负载电流时,利用手柄111转动可动触头101,另外,流过过负载电流时,上述驱动机构110可以自动地动作,使可动触头101向图5所示的断开方向转动。这时,排斥触头103还不能借助绞丝弹簧109向断开方向动作。该状态示于图8。在图8中,流过排斥触头103的电流产生的磁场对电弧A作用指向灭弧板113方向的力Fm。结果,电弧A被向上述Fm方向拉伸,被灭弧板113冷却、灭弧,完成电流的切断动作。
另一方面,在图7的闭合状态下,当流过短路电流那样的大电流时,在可动触头101和排斥触头103之间作用的电磁排斥力F将大于触头102和104的相互接触压力,即大于绞丝弹簧109及可动触头101的触压弹簧的作用力,所以,可动触头101和排斥触头103分别开始向断开的方向转动。
如图9所示,由于可动触头101和排斥触头103双方向断开方向即相互向相反方向移动,所以,可动触点102和排斥触点104之间的距离等于只是可动触头101移动时的2倍。所谓的断开速度成为2倍。因此,短路电流开始流过之后,可动触头101和排斥触头103在短时间内即可达到转动到最大的状态,如图10所示。
另外,如前所述,流过排斥触头103的电流产生的磁场通过对电弧A作用指向灭弧板113方向的力Fm,将电弧A拉长。结果,电弧电压急剧地增大,从而可以获得很好的限流性能。由该优良的限流性能所减小的电流的电弧A,受到上述灭弧板113的冷却作用后被灭弧。
由于先有的开关是按上述方式构成的,所以,利用图7所示的电流路径确实可以在可动触头101和排斥触头103之间产生电磁排斥力,但是,由于在排斥触头103和第1导体107之间也产生电磁排斥力,所以,该电磁排斥力成为与上述排斥触头103的断开方向相反的作用力。另外,第2导体108产生的磁场对排斥触头103作用的电磁力也是和排斥触头103的断开方向相反的作用力。即,由于流过第1导体107和第2导体108的电流产生相反方向的电磁力,所以,可动触头101的电流产生的使排斥触头103向断开方向转动的电磁力将大大减小。
另外,如图9和图10所示,随着可动触头101和排斥触头103分别向断开的方向转动,相互之间的距离增大。因此,使可动触头101和排斥触头103分别向断开方向转动的电磁排斥力也减弱。与此相反,排斥触头103和第1导体107及第2导体108之间的距离缩小,因此,使排斥触头103向与断开方向相反的方向转动的电磁力增大。结果,可动触头101和排斥触头103转动之后,触点102和104之间的距离越大,使它们向断开方向转动的电磁力越小。特别是由于使排斥触头103向与断开方向相反的方向转动的电磁力增大,所以,断开方向的电磁力的减小很显著。
按照图4所示的电路断路器的容器116内的通常配置,为了设置驱动机构110,排斥触头103的长度比可动触头101的长度短。
通常,把转动中心设置在棒状体的一端时,相对该转动中心的惯性矩与棒状体的长度的平方成正比,力矩和棒状体的长度成正比。因此,相对该转动中心的角加速度与棒状体的长度成反比。将这个关系应用于可动触头101和排斥触头103时,由于排斥触头103短,所以,在刚开始流过短路电流之后,排斥触头103的转动比可动触头101快,可以认为排斥触头103对断开初期触点102和104之间发生的电弧长度的增大即对限流性能的贡献大。
但是,使用上述电极结构的电路断路器,不能有效地产生使排斥触头103向断开方向转动的电磁力,所以,排斥触头103的转动很慢,不能得到限流所需要的初期迅速升高的电弧电压。
另外,在图10所示的排斥触头103转动到最大的状态下,由于使排斥触头103向断开方向转动的电磁力大大减小,所以,当电流减小后,其电磁力稍稍减小时,在绞丝弹簧109的力作用下,排斥触头103很容易回到原来的位置。因此,排斥触头103转动到最大后,即使电弧电压达到最大,排斥触头103也立刻开始倒转,电弧电压很容易减小。
虽然排斥触头103对上述触点102和104之间的电弧A作用指向灭弧板113方向的电磁力,但是,由于流过第1导体107的电流和流过排斥触头103的电流方向相反,所以,流过第1导体107的电流对电弧A作用与灭弧板113方向相反的电磁力。另外,由于流过第2导体108的电流和流过电弧A的电流方向相同,所以相互吸引,将电弧A向与灭弧板113相反的方向吸引。因此,用于将电弧A拉长的电磁力只是由流过排斥触头103的电流产生的,而流过第1导体107和第2导体108的电流则作用相反方向的电磁力。结果,使电弧A向灭弧板113方向伸长的电磁力减弱,电弧不能延长,电弧电压不能提高。
如上所述,使用先有的电路断路器,由于上述原因等,同样不能得到满意的限流性能。
鉴于上述情况,本发明的目的旨在提供一种开关,这种开关在触点刚分离开之后,固定触头的所有电流路径都能急剧地使电弧电压上升,产生将电弧向接头端拉长的电磁力,并且在可动触头的断开距离增大时,电弧冷却后,可发生并维持高电弧电压,从而具有优异的限流性能。
本发明的另一个目的是要提供一种由电磁力使可动触头的断开速度迅速上升的开关。
本发明的目的是要提供一种固定触头的成形加工容易、并且该固定触头不妨碍可动触头的开关动作的开关。
本发明的目的是要提供一种开关,该开关的固定触头不妨碍可动触头的开关动作,并且在可动触头的断开初期就能冷却电弧、对电流起限流作用,同时,在断开动作的后半期,容器内的压力降低,该压力不会破坏容器。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关可以防止电弧引起的可动触点脱落,并且可以提高可动触头在上下方向的机械强度。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在流过短路电流等大电流时,可动触头受到指向断开方向的大电磁力,可以很快使触点分离开,同时,在触点刚分离开之后,流过固定触头的所有电流都将电弧向接头方向拉长,电弧长度急剧地增大,从而使电弧电压急剧地上升,并且当可动触头的断开距离增大时,电弧被冷却后,还可以发生并维持高电弧电压,从而具有优异的限流性能。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在刚断开之后可以最大限度地利用1个导体的电流吸引可动触头的力,从而可以提高断开速度。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在触点刚分离开之后,固定触头的所有电流路径都产生将电弧向接头方向拉长的电磁力,从而可以急剧地提高电弧电压,并且在可动触头的断开距离增大时,电弧被冷却后,可以发生并维持高电弧电压,从而具有优异的限流性能。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在触点刚分离开之后,电弧电压急剧地增大,并且触点断开时可以强制地冷却电弧,从而可以维持高电弧电压,同时,可以减小加在可动触头及电弧上的电磁力的不均衡性。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在刚断开之后对电弧施加强驱动磁场,从而可以大大发挥灭弧侧板的作用,在断开状态下,可以强制地冷却电弧,从而可以提高电弧冷却效果,获得优异的限流切断性能。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在触点断开的状态状态下,可以强制地冷却电弧,同时,可以增大可动触头的断开速度,从而具有优异的限流切断性能。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在触点刚分离开之后导体的电流分量将电弧向接头方向拉长,接触到灭弧板后被冷却,从而可以提高限流性能。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关的电弧电压上升快,固定触头产生的反向磁场对电弧不产生作用,可以将电弧向指定方向拉长,可以进一步提高并维持断开初期的电弧电压,从而具有优异的限流切断性能。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关利用电弧与覆盖第1导体的绝缘物接触后而产生的气体可以防止开关内部的压力异常上升,同时,通过保护绝缘物可以防止绝缘破坏,并能发生和维持高电弧电压,从而可以获得具有优异的限流性能的安全性高的开关,此外,可以有效地增加对电弧的灭弧板数量,提高电弧的冷却效果,从而可以快速使电弧灭弧。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关通过在第2导体上设置电弧滑行板,快速冷却电弧,可以发生并维持高电弧电压,从而可以获得具有优异的限流性能的经久耐用的开关。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关通过在第1导体上设置电弧滑行板,可以保护绝缘物,同时可以获得限流性能和切断性能优异的开关。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关通过在第1导体上设置电极,可以抑制断开后期的内部压力上升,防止容器破裂,同时可以获得限流性能和切断性能优异的开关。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在大电流切断时可以使电触头高速断开,限流性能优良。
本发明的目的是要提供一种开关,这种开关在小电流切断时也可以施加使触点上的电弧伸长的强磁场,从而可以获得优异的限流性能和小电流切断性能。
根据本发明的第一个方面,为了达到上述目的,本发明提供的开关具有可动触头、固定触头和接头,可动触头的一端具有可动触点;固定触头的一端具有固定触点,该固定触点利用可动触头的开关动作可以和上述可动触点接触和分离;接头和该固定触头的另一端连接。在这种开关中,设触点闭合状态的上述可动触点从上述固定触点分离开的方向为上方时,由第1导体、第2导体和第3导体构成上述固定触头,第1导体与上述接头连接;第2导体上具有上述固定触点;第3导体在上下方向将第1导体和第2导体连接,将第3导体配置在比上述固定触点的位置更靠近可动触头未设置可动触点的一端、并且位于上述接头的反方向的位置,第1导体配置在上述触点闭合时该触点接触面的上方,同时,上述触点断开时位于上述可动触点的接触面下方,上述触点断开时从上述可动触点表面看到的上述第1导体的部位披覆有绝缘物。
因此,本发明的第一方面的开关在触点刚分离开之后,电弧被流过构成固定触头的导体的所有电流向接头方向拉长,然后,电弧又被挤压到覆盖第1导体的绝缘物上,从而可以发生并维持高电弧电压。
根据本发明的第二个方面,本发明提供的开关,在连接接头和固定触点的连接导体中,在靠近与固定触点连接的部分,从固定触点的位置到接头的反方向位置,固定触头的形状具有闭合时基本上和可动触头平行的部分。
因此,本发明的第二方面的开关,在接头反方向的第2导体的固定触点位置,固定触头具有触点闭合时基本上和可动触头平行的部分,所以,电磁力的作用可以提高可动触头的断开速度。
根据本发明的第三方面,本发明提供的开关,固定触头具有基本上呈U字形的连接导体部分,固定触点固定在该U字形的一端的内侧,并且上述U字形的另一端与接头连接;在位于上述固定触点的固定面上方的连接导体上设有容许可动触头相对上述固定触头产生开关动作的狭缝。
因此,本发明的第三方面的开关,固定触头略呈U字形状,所以,该固定触头的成形加工颇容易。另外,在上述固定触头上,在位于固定触点的固定面上方和导体部位设有容许可动触头产生开关动作的狭缝,所以,上述固定触头不会妨碍上述可动触头相对上述固定触点产生开关动作。
根据本发明的第四个方面,本发明提供的开关,使固定触头的第1导体在可动触头的开关动作描绘的轨迹平面的左边或右边,位于上述固定触点上方。
因此,本发明第四方面的开关在可动触头的开关动作描绘的轨迹平面的左边或右边,在固定触点的上方形成固定触头的第1导体,所以,上述固定触头不会妨碍上述可动触头的开关动作。另外,在可动触头的断开初期,触点间发生的电弧被覆盖第1导体的绝缘物冷却,可以对电流进行限流。在切断动作的后半期,电弧远离绝缘物,容器内发生的压力降低,所以,在产生切断动作时容器内发生的压力不会引起容器破损。
根据本发明的第五个方面,本发明提供的开关,取和包含可动触头开关动作描绘的轨迹的平面垂直的方向为左右方向时,使构成可动触头的一部分的可动导体的宽度小于可动触点的宽度。
因此,本发明第五方面的开关,通过使构成可动触头的一部分的可动导体左右方向的宽度小于可动触点的宽度,可动触点的固定面被电弧遮蔽,所以,可以防止可动触点脱落,同时,可以增大可动触头上下方向的机械强度。
根据本发明的第六个方面,本发明提供的开关,将第1导体配置在上述触点闭合状态时上述可动触头设置上述可动触点的一端的导电路中心的上方,同时,在上述触点处于断开状态时位于上述可动触点的接触面的下方,将上述触点处于断开状态时从上述可动触点表面看到的上述第1导体的部位用绝缘物披覆。
因此,本发明第六方面的开关在流过短路电流等大电流时,流过构成固定触头的导体的所有电流使可动触头受到指向断开方向的大电磁力而迅速断开,使触点间距离增大,同时,在触点刚分离开之后,流过构成上述固定触头的导体的所有电流将电弧向接头方向拉长,电弧长度增大后,电弧电压急剧地上升,然后,电弧被挤压在覆盖第1导体的绝缘物上,从而可以产生并维持高电弧电压。
根据本发明的第七个方面,本发明提供的开关具有第1导体,该第1导体上设有切口,该切口沿着包含可动触头描绘的轨迹的平面,将固定触头设置得使在触点闭合的状态下,在垂直于包含上述轨迹的平面并且与上述第1导体的切面垂直的剖面内,连接上述切口左右两边导体剖面中心P1和P2的直线,与连接构成可动触头的一部分的可动触头导体的剖面中心P3和上述中心P1及中心P2的各直线构成的在包含上述轨迹的平面内的角度θ1和θ2等于45±10°。
因此,本发明第七方面的开关,在断开之后,可以将第1导体的电流吸引可动触头的作用力利用到最大限度,因此可以提高断开速度。
根据本发明的第八个方面,本发明提供的开关具有可动触头和固定触头,可动触头的一端具有可动触点;固定触头的一端具有固定触点,依靠可动触头的开关动作可以和上述可动触点接触和分离,在将电源系统与固定触头连接的开关中,取触点闭合状态时上述可动触点与上述固定触点分离开的方向为上方时,由与上述电源系统连接的第1导体、具有上述固定触点的第2导体和在上下方向连接第1导体及第2导体的第3导体构成上述固定触头,将上述第3导体配置在比上述固定触点的位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端,并且位于上述电源系统的反方向位置,上述第1导体配置在位于上述触点闭合时该触点接触面的上方,同时,在上述触点断开时位于上述可动触点的接触面的下方,并且从触点闭合时到触点打开时总是处于上述可动触头的一部分的上方,上述触点断开时,从上述可动触点表面看到的上述第1导体的部位由绝缘物披覆。
因此,本发明的第八方面的开关在触点刚分离开之后,流过构成固定触头的导体的所有电流将电弧向接头方向拉长,并且固定触头的第2导体对可动触头作用电磁排斥力,第1导体作用电磁吸引力,从而上述可动触头可以高速断开。然后,由于可动触头的一部分在达到最大转动时处于固定触头的第1导体的下方,由于电磁力的作用而连续地受到转动方向的力,因此,上述可动触头在短时间内可以达到最大转动。结果,电弧电压将急剧地增大,并且电弧被很强的电磁力挤压到覆盖上述第1导体的绝缘物上后,被强制地冷却,从而可以发生并维持高电弧电压,得到限流性能优异的开关。
根据本发明的第九个方面,本发明提供的开关将上述固定触头形成略呈U字形状,固定在该固定触头的一端的固定触点与上述可动触点接触、分离的表面对着上述固定触头的另一端,在上述固定触头上设有狭缝,以使上述可动触点与上述固定触点接触、分离时不会妨碍上述可动触头的开关动作,上述狭缝的一端位于上述固定触头的另一端,狭缝的另一端在上述固定触头的U字形的底部位于靠近上述固定触头的固定触点的位置。
因此,本发明第九方面的开关,如上所述,在触点刚分离开之后,将电弧向接头方向拉长,可动触头高速断开,可以发生并维持高电弧电压,同时,流过可动触头的电流随时间的变化将在固定触点的狭缝周围产生感应电压,为了减小该感应电压,构成了上述狭缝,使环绕该狭缝的感应电流减小,所以,可使流过固定触头的狭缝两侧导体的电流均衡,减小对可动触头及电弧作用的电磁力的不均衡度。
根据本发明的第十个方面,本发明提供的开关将上述第1导体配置在上述触点闭合时该触点接触面的上方,同时,在上述触点断开时位于上述可动触点的接触面的下方,上述触点断开时从上述可动触点表面可以看见的上述第1导体的部位由绝缘物披覆,同时,将灭弧侧板配置在包含使上述可动触头开关时可动触点的轨迹的平面的两侧,至少其中一块灭弧侧板设置在上述平面和与上述第1导体平面对应的部分之间。
因此,本发明第十方面的开关,灭弧侧板的横向较宽,触点间发生的电弧被两侧的灭弧侧板阻止,保护第1导体与电弧相对的部分,上述横向和竖直方向,从固定触点向电源系统的相反方向扩展,在断开初期,被流过构成固定触头的导体的所有电流产生的电磁力所阻碍。结果,上述电弧只向电源系统方向延伸,所以,电弧电压急剧地增大。可动触头断开时,从可动触点喷出的电弧的热气碰到从触点表面看见的第1导体被绝缘的部位后被强制地冷却,所以,可以产生并维持高电弧电压。
根据本发明的第十一个方面,本发明提供的开关,在上述可动触头断开的状态下,上述可动触点不突出到上述灭弧侧板的上方。
因此,本发明第十一方面的开关,在切断的后半期,可动触点移动到第1导体的上方后,电弧不被灭弧侧板约束,所以,灭弧侧板不会由于电弧而放出气体,从而可以抑制压力上升。
根据本发明的第十二个方面,本发明提供的开关,将与可动触点接触的上述固定触点的接触面的位置配置在上述接头位置的下方,将第3导体配置在比上述固定触点位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端、并且位于上述接头的反方向的位置,将第1导体配置在上述触点闭合状态时位于上述触点接触面位置的上方,同时,上述触点处于断开状态时从上述可动触点表面看到的上述第1导体的部位用绝缘物披覆,将灭弧板配置在上述第1导体的下方。
因此,本发明第十二方面的开关,在触点刚分离开之后,电弧被流过构成固定触头的导体的所有电流向接头方向拉长,然后,电弧又被挤压到覆盖第1导体的绝缘物上,所以,可以产生并维持高电弧电压。另外,由于在固定触头产生的强磁场作用下,电弧在触点刚分离开之后便被向接头方向拉伸,瞬间便接触到第1导体下方的灭弧板而被冷却,所以,可以提高限流性能。
根据本发明的第十三个方面,本发明提供的开关将第1导体配置在固定触头的上方,并且在可动触头处于断开状态时,位于可动触点的接触面的下方,在断开状态时从可动触点的接触面看到的上述第1导体的部位用绝缘物披覆,同时,在上述第1导体的上方,设置一块以上大致与该第1导体平行的磁性板,在该磁性板上设有容许上述可动触头的开关动作的切入空间。
因此,本发明第十三方面的开关,在刚断开之后,流过固定触头的所有电流对固定触头的第1导体下方的空间产生指向电源系统方向的电磁力,强烈地拉引电弧,所以,电弧电压很快上升,流过上述固定触头的电流在上述第1导体的上方空间产生的反向磁场被磁性板吸收,所以,在可动触头的断开状态下,上述反向磁场对第1导体上方的电弧不产生作用,电弧向电源系统方向延伸,所以,断开初期的电弧电压可以达到很高。
根据本发明的第十四个方面,本发明提供的开关将与可动触点接触的固定触点的接触面的位置配置在接头位置的下方,将第3导体配置在比固定触点的位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端、并且位于接头的反方向的位置,将第1导体配置在触点闭合时位于触点接触面的位置的上方,同时,在触点打开时位于上述触点接触面的位置的下方,触点处于断开状态时从可动触点表面看到的第1导体的部位用绝缘物披覆,并且将灭弧板配置在不妨碍可动触头转动的位置,同时,覆盖第1导体上部和下部的绝缘物,至少一边同灭弧板中的一个灭弧板为面接触。
因此,本发明第十四方面的开关,通过使覆盖第1导体的上部和下部的绝缘物至少一边同灭弧板中的一个灭弧板为面接触,随着可动触头的转动,当可动触点移动到第1导体的上方之后,电弧接触到覆盖第1导体的绝缘物后发生的气体可以防止开关内部的压力异常上升,同时可以保护绝缘物。另外,可以有效地增加设置在第1导体上方的灭弧板的数量。
根据本发明的第十五个方面,本发明提供的开关,在固定着固定触点的第2导体上设有电弧滑行板。
因此,本发明第十五方面的开关,通过在第2导体上设置电弧滑行板,在触点分离开时,可以把触点上的电弧斑很快移到电弧滑行板上,从而可以减轻电弧对固定触点的损伤。
根据本发明的第十六个方面,本发明提供的开关,设有和第1导体进行电接触的电弧滑行板。
因此,本发明第十六方面的开关,通过设置与第1导体进行电接触的电弧滑行板,可将断开后期的电弧移到电弧滑行板,容易使电弧与灭弧板接触。
根据本发明的第十七个方面,本发明提供的开关,在覆盖第1导体的绝缘物上,设有与固定触头绝缘的电极。
因此,本发明第十七方面的开关,通过在覆盖第1导体的绝缘物上设置与固定触头绝缘的电极,当可动触点面转动到第1导体上部时,该电极可以冷却电弧。另外,固定触头上的电弧斑可以维持到最后,从而可以使电弧长度增长。
根据本发明的第十八个方面,本发明提供的开关,具有可动触头和排斥触头,可动触头的一端具有可动触点;排斥触头大致与上述可动触头平行,一端具有排斥触点,可以和上述可动触点接触和分离。在这种开关中,由第1导体和第2导体构成将上述排斥触头同电源系统连接的导体,在上述可动触头和上述排斥触头处于断开状态时,第1导体位于可动触点和排斥触点之间,与电源系统连接;第2导体在上述排斥触点反方向的一端将第1导体和上述排斥触头连接。
因此,本发明第十八方面的开关,在短路电流切断时,流过可动触头和排斥触头的电流产生电磁排斥力,但是,不仅该电磁排斥力,而且当对断开方向作用大于指定大小的力时,流过将排斥触头与电源系统连接的第1导体的电流也对进行断开动作的上述排斥触头产生使上述排斥触头断开的电磁排斥力。因此,可以发挥断开速度非常快的优异的限流性能。
根据本发明的第十九个方面,本发明提供的开关,将上述第1导体配置在上述可动触头和上述排斥触头闭合时位于可动触点和排斥触点的表面上方。
因此,本发明第十九方面的开关,在小电流切断时,排斥触头为闭合状态,而可动触头断开,在触点间发生电弧时,流过与排斥触头连接的第1导体和第2导体的电流也对上述排斥触头的排斥触点上的电弧产生电磁力,所以,可以将电弧向合适的方向拉长,从而可以获得优异的限流性能和小电流切断性能。
下面,参照附图详细说明本发明的上述目的和特征。当然,本发明不限于图示的实施例。
图1是先有的电路断路器处于断开状态的侧视图;
图2是图1的电路断路器的触点刚分离开之后的状态的侧视图;
图3是图2的电路断路器中可动触头处于最大断开状态的侧视图;
图4是作为先有的开关的电路断路器处于关闭状态的侧视图;
图5是图4中只有可动触头处于断开状态的侧视图;
图6是图4中的可动触头和排斥触头均处于最大断开状态的侧视图;
图7是为了说明先有的电路断路器的动作所示的电极处于闭合状态的侧视图;
图8是可动触头从图7的闭合状态变为断开状态的电极的侧视图;
图9是图4的可动触头和排斥触头都向断开方向动作状态的电极的侧视图;
图10是图9中的可动触头和排斥触头达到最大断开状态的电极的侧视图;
图11是实施例1的电路断路器处于闭合状态的灭弧部分的侧视图;
图12是图11的电路断路器处于断开状态的侧视图;
图13(a)是图11的固定触头的侧视图;
图13(b)是将图13(a)的固定触头绝缘过的斜视图;
图14是图11的电路断路器的触点刚分离开之后的状态的动作说明图;
图15(a)是流过图12的固定触头的电流产生的磁场强度分布说明图;
图15(b)是沿图15(a)的A-A线的剖面图;
图15(c)是在图15(b)的Z轴上,流过固定触头的电流产生的磁场强度分布曲线图;
图16是图11的电路断路器的可动触头达到最大断开状态的动作说明图;
图17(a)是实施例2的固定触头的斜视图;
图17(b)是将图17(a)的固定触头绝缘过的斜视图;
图18(a)是采用图17(b)的固定触头的电路断路器处于触点刚分离开之后状态的主要部分的侧视图;
图18(b)是图18(a)达到触点最大断开状态的主要部分的侧视图;
图19是实施例3的主要部分的侧视图;
图20是实施例4的主要部分的侧视图;
图21是实施例5的主要部分的侧视图;
图22是实施例6的主要部分的侧视图;
图23是实施例6的变形例的主要部分的侧视图;
图24是实施例7的主要部分的侧视图;
图25是实施例8的主要部分的侧视图;
图26是实施例9的主要部分的侧视图;
图27是实施例10的主要部分的侧视图;
图28(a)是实施例11处于触点刚分离开之后状态的主要部分的侧视图;
图28(b)是图28(a)达到触点最大断开状态的主要部分的侧视图;
图29是实施例12的主要部分的侧视图;
图30是实施例13的主要部分的侧视图;
图31是实施例14的主要部分的侧视图;
图32是实施例15的主要部分的侧视图;
图33是从上方看实施例16的第2导体的俯视图;
图34(a)是从上方看实施例17的可动触头和固定触头的俯视图;
图34(b)是图34(a)的侧视图;
图35是从上方看实施例18的可动触头和固定触头的俯视图;
图36是从上方看实施例19的可动触头和固定触头的俯视图;
图37是实施例20的可动触头的侧视图;
图38(a)是实施例21的主要部分的平面图;
图38(b)是图38(a)的侧视图;
图39(a)是实施例22的可动触头的侧视图;
图39(b)是沿图39(a)的B-B线的剖面图;
图40(a)是平行电流对称面上的一般磁场特性的说明图;
图40(b)是表示图40(a)中角度θ和Y方向磁场By的关系的曲线图;
图40(c)是根据z=atgθ的关系把图40(b)的横轴变换为z轴上的长度的曲线图;
图41(a)是实施例23的固定触头的侧视图;
图41(b)是沿图41(a)的C-C线的剖面图;
图42是从上方看实施例23的固定触头的一部分的俯视图;
图43是实施例24的固定触头的斜视图;
图44(a)是图43的固定触头的侧视图;
图44(b)是沿图44(a)的C1-C1线的剖面图;
图44(c)是沿图44(a)的C2-C2线的剖面图;
图45(a)是实施例25的固定触头的斜视图;
图45(b)是将图45(a)的固定触头绝缘过的斜视图;
图46是实施例26的固定触头的斜视图;
图47是实施例26的固定触头的变形例即实施例27的斜视图;
图48是实施例28的固定触头的斜视图;
图49是实施例29的电路断路器处于闭合状态的灭弧部分的侧视图;
图50是图49的电路断路器处于断开状态的侧视图;
图51是图49的电路断路器处于触点分离开之前状态的动作说明图;
图52是图51的电路断路器处于触点刚分离开之后状态的动作说明图;
图53(a)是为了说明流过图50的固定触头的电流产生的磁场强度分布的图;
图53(b)是沿图53(a)的A-A线的剖面图;
图53(c)是在图53(b)的Z轴上,流过固定触头的电流产生的磁场强度分布的曲线图;
图54是图49的电路断路器的可动触头达到最大断开状态的动作说明图;
图55(a)是实施例30的固定触头的斜视图;
图55(b)是将图55(a)的固定触头绝缘过的斜视图;
图56(a)是采用图55(b)的固定触头的电路断路器处于触点刚分离开之后状态的主要部分的侧视图;
图56(b)是图56(a)达到触点最大断开状态的主要部分的侧视图;
图57是实施例31的主要部分的侧视图;
图58是实施例32的主要部分的侧视图;
图59是实施例33的主要部分的侧视图;
图60是实施例34的主要部分的侧视图;
图61是实施例35的主要部分的侧视图;
图62是实施例35的变形例的主要部分的侧视图;
图63是实施例35的其它变形例的主要部分的侧视图;
图64是实施例36的主要部分的侧视图;
图65是实施例37的主要部分的侧视图;
图66是实施例38的主要部分的侧视图;
图67是实施例38的变形例的主要部分的侧视图;
图68(a)是实施例39的主要部分的侧视图;
图68(b)是沿图68(a)的B-B线的剖面图;
图69(a)是实施例40的固定触头的侧视图;
图69(b)是沿图69(a)的C-C线的剖面图;
图70是实施例41的固定触头的斜视图;
图71是图70的固定触头的变形例的斜视图;
图72是实施例43的固定触头的斜视图;
图73是实施例44的电路断路器处于闭合状态的灭弧部分的侧视图;
图74是图73的电路断路器处于断开状态的侧视图;
图75是图73和图74中的固定触头的平面图;
图76是图75的正面图;
图77是图75的斜视图;
图78是用于实施例44的动作说明图、可动触头处于闭合状态的侧视图;
图79是图78的可动触头处于刚断开之后状态的侧视图;
图80是图79的可动触头达到最大断开状态的侧视图;
图81是沿图80的A-A的剖面图;
图82是在图81的Z轴上,流过固定触头的电流产生的磁场强度分布的曲线图;
图83是实施例45的主要部分的侧视图;
图84是实施例46的主要部分的侧视图;
图85是实施例47的主要部分的侧视图;
图86(a)是实施例48的固定触头的正面图;
图86(b)是图86(a)的侧视图;
图86(c)是图86(b)的平面图;
图87是实施例48的固定触头的斜视图;
图88是实施例49的固定触头的斜视图;
图89是可动触头相对于图88的固定触头处于闭合状态的侧视图;
图90是图89变为断开状态的侧视图;
图91是图89变为触点刚分离开之后状态的侧视图;
图92是图91的可动触头达到最大断开状态的侧视图;
图93是和图77相同的固定触头的斜视图;
图94是可动触头与图93的固定触头闭合状态的斜视图;
图95是与图94的固定触头的狭缝面S1垂直的剖面图;
图96是图94的平面图;
图97是与图95的狭缝面S1垂直的剖面图;
图98是在实施例49中,为了求与固定触头的狭缝面S1交链的磁通φ和环形电路C的感应电流大小时计算所使用的模型图;
图99是图98的剖面坐标图;
图100是将图88的固定触头省略绝缘物的斜视图;
图101是图100的计算模型图;
图102是图101的剖面坐标图;
图103是实施例50的固定触头和可动触头处于闭合状态的侧视图;
图104是实施例51的固定触头与可动触头处于断开状态的侧视图;
图105是为了与实施例51进行对比而示例的电路断路器的侧视图;
图106是用于实施例51的动作说明的电路断路器的侧视图;
图107是实施例52的主要部分的侧视图;
图108是图107的动作说明图;
图109是可动触头处于断开状态的实施例53的主要部分的侧视图;
图110是图109的可动触头达到最大断开状态的侧视图;
图111是实施例54的固定触头的斜视图;
图112是图111的平面图;
图113是实施例54的可动触头与固定触头刚断开之后状态的侧视图;
图114是沿图113的B-B线的剖面图;
图115是实施例54的固定触头的变形例的侧视图;
图116是实施例54的固定触头其它变形例的侧视图;
图117是图116的平面图;
图118是实施例54的固定触头的另一个变形例的侧视图;
图119是实施例55的主要部分在闭合状态的侧视图;
图120是图119的固定触头的斜视图;
图121是图119的固定触头的斜视图;
图122是图121达到最大断开状态的侧视图;
图123是实施例55的固定触头的变形例的斜视图;
图124是实施例56的电路断路器处于闭合状态的灭弧部分的侧视图;
图125是图124的电路断路器处于断开状态的侧视图;
图126是图124和图125中含有灭弧侧板的固定触头的平面图;
图127是图126的正面图;
图128是图126的斜视图;
图129是实施例56的电路断路器在触点刚分离之后状态的动作说明图;
图130是沿图129的A-A线的剖面图;
图131是图129的电路断路器达到最大断开状态的动作说明图;
图132是沿图131的B-B线的剖面图;
图133是在图132的Z轴上,流过固定触头的电流产生的磁场强度分布的曲线图;
图134是实施例57的电路断路器处于触点闭合状态的侧视图;
图135(a)是实施例58的电路断路器的电极部分的侧视图;
图135(b)是省略图135(a)的可动触头的正面图;
图136是实施例58的电路断路器的电极部分的侧视图;
图137是实施例60的电路断路器的电极部分的侧视图;
图138(a)是实施例61的电路断路器的电极部分的侧视图;
图138(b)是沿图138(a)的C-C线的剖面图;
图139是具有图138的变形例灭弧侧板的电路断路器的侧视图;
图140是实施例62的电路断路器的侧视图;
图141是图140的正面图;
图142是实施例62的变形例的电路断路器的侧视图;
图143是实施例63的电路断路器的电极部分的侧视图;
图144是实施例63的变形例的电路断路器的电极部分的侧视图;
图145(a)是实施例64的电路断路器的电极部分的侧视图;
图145(b)是图145(a)的正面图;
图146(a)是实施例65的电路断路器的电源部分的侧视图;
图146(b)是沿图146(a)的D-D线的剖面图;
图147(a)是图146(a)、(b)的变形例的电路断路器的电极部分侧视图;
图147(b)是沿图147(a)的E-E线的剖面图;
图148是实施例66的电路断路器的电极部分的侧视图;
图149是沿图148的F-F线的剖面图;
图150是实施例66的变形例的电路断路器的电极部分侧视图;
图151是实施例67的电路断路器的电极部分的侧视图;
图152是沿图151的G-G线的剖面图;
图153是实施例67变形例的电路断路器的电极部分的侧视图;
图154是图153的平面图;
图155是实施例68的电路断路器的电极部分的侧视图;
图156是沿图155的H-H线的剖面图;
图157是实施例68的变形例的电路断路器的电极部分侧视图;
图158是图157的平面图;
图159是具有实施例68的其它变形例的灭弧侧板的固定触头的平面图;
图160是具有实施例68的另一变形例的灭弧侧板的固定触头的平面图;
图161(a)是实施例68的变形例的电路断路器的电极部分侧视图;
图161(b)是沿图161(a)的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图;
图161(c)是图161(a)的平面图;
图162是本发明实施例69的电路断路器的可动触头处于闭合状态时灭弧部分的侧视图;
图163是图162的电路断路器的可动触头处于断开状态时灭弧部分的侧视图;
图164(a)是图162的固定触头的斜视图;
图164(b)是将图164(a)的固定触头绝缘过的斜视图;
图165是图162的电路断路器处于触点刚分离之后状态的动作说明图;
图166是图162的电路断路器的可动触头达到最大断开状态的动作说明图;
图167(a)是为了说明流过图163的固定触头的电流产生的磁场强度分布的图;
图167(b)是沿图167(a)的A-A线的剖面图;
图167(c)是在图167(b)的Z轴上,流过固定触头的电流产生的磁场强度分布的曲线图;
图168是本发明实施例72的电路断路器的动作说明图;
图169是本发明实施例72的其它电路断路器的动作说明图;
图170(a)~图170(h)是本发明实施例72的灭弧板的变形例的斜视图;
图171(a)和图171(b)是本发明实施例72的其它灭弧板的斜视图;
图172是本发明实施例73的电路断路器处于闭合状态时灭弧部分的侧视图;
图173是图172的电路断路器处于断开状态的侧视图;
图174(a)是图172和图173中的固定触头的平面图;
图174(b)是图174(a)的正面图;
图175是图173和图174中的磁性板的平面图;
图176是图173~图175中的固定触头的斜视图;
图177是用于实施例73的动作说明的处于触点刚分离开之后状态的侧视图;
图178是图177达到最大断开状态的侧视图;
图179是图178中无磁性板时沿A-A线的剖面图;
图180是图178中有磁性板时沿A-A线的剖面图;
图181是用于实施例73的动作说明所示的磁性板和固定触头的斜视图;
图182是为了说明磁性板未磁饱和时的动作的平面图;
图183是为了说明磁性板达到磁饱和时的动作的平面图;
图184是在实施例73的固定触头的上方空间配置多个磁性板的侧视图;
图185是图178中固定触头沿A-A线的剖面图;
图186是在图185的Z轴上,流过固定触头的电流产生的磁场强度分布的曲线图;
图187是用于实施例73的动作说明的可动触头达到最大断开状态的侧视图;
图188(a)~图188(d)分别是平面形状不同的磁性板的变形例的平面图;
图189(a)是其它变形例的磁性板的平面图;
图189(b)是图189(a)的侧视图;
图190(a)是另一变形例的磁性板的侧视图;
图190(b)是又一个变形例的磁性板的侧视图;
图191是具有实施例73的其它变形例磁性板的电路断路器的电极部分侧视图;
图192是具有本发明实施例74的磁性板的固定触头的平面图;
图193是在图192上附加处于断开状态的可动触头的侧视图;
图194是具有本发明实施例75的磁性板的固定触头的平面图;
图195是在图194上附加处于断开状态的电路断路器的电极部分的侧视图;
图196是沿图195的B-B线的剖面图;
图197是具有本发明实施例76的磁性板的固定触头的平面图;
图198是在图197上附加处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极部分的侧视图;
图199是沿图198的C-C线的剖面图;
图200是具有本发明实施例77的磁性板的固定触头的平面图;
图201是在图200上附加处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极部分的侧视图;
图202是具有本发明实施例78的磁性板的固定触头的平面图;
图203是在图202上附加处于断开状态的可动触头的大电流切断时电路断路器的电极部分的侧视图;
图204是小电流切断时电路断路器的电极部分的侧视图;
图205是具有实施例78的变形例磁性板的固定触头的平面图;
图206是具有本发明实施例79的磁性板的固定触头的平面图;
图207是在图206上附加处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极部分的侧视图;
图208是沿图206的D-D线的剖面图;
图209是具有本发明实施例80的磁性板的固定触头的平面图;
图210是具有本发明实施例81的磁性板的固定触头的平面图;
图211是在图210上附加处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极部分的侧视图;
图212是沿图211的E-E线的剖面图;
图213是具有本发明实施例82的磁性板的固定触头的平面图;
图214是具有本发明实施例83的磁性板的电路断路器的电极部分的侧视图;
图215是实施例83的变形例的电路断路器的电极部分的侧视图;
图216(a)是上述实施例83的其它变形例的电路断路器的电极部分的侧视图;
图216(b)上沿图216(a)的F-F线的剖面图;
图217是本发明实施例84的电路断路器的固定触头和可动触头及磁性板的关连构成的侧视图;
图218是图217中的可动触头处于断开过程中的侧视图;
图219(a)是可动触头和磁性板的支撑部相交状态的侧视图;
图219(b)是图219(a)的平面图;
图220是具有本发明实施例85的磁性板的电路断路器的电极部分的侧视图;
图211是省略图220中的可动触头后沿G-G线的剖面图;
图222是沿图220的H-H线的剖面图;
图223是电路断路器的闭合状态的侧视图;
图224是电路断路器的断开状态的侧视图;
图225(a)和图225(b)是电路断路器的固定触点的斜视图;
图226是电路断路器的动作说明图;
图227(a)~227(c)是流过电路断路器的固定触头的电流产生的磁场强度分布的说明图;
图228是电路断路器的动作说明图;
图229是电路断路器的构成的侧面图;
图230是电路断路器的固定触头、绝缘物、灭弧板的构成的斜视图;
图231(a)~图231(g)是表示灭弧板的形状的斜视图;
图232是电路断路器的灭弧部分的侧视图;
图233是电路断路器的固定触头、绝缘物、灭弧板的构成的斜视图;
图234是电路断路器的固定触头、绝缘物、灭弧板的构成的斜视图;
图235是电路断路器的灭弧部分的侧视图;
图236是电路断路器的闭合状态的侧视图;
图237是电路断路器的断开状态的侧视图;
图238(a)和图238(b)是电路断路器的固定触头的斜视图;
图239是电路断路器的动作说明图;
图240(a)和图240(b)是灭弧板的斜视图;
图241是电路断路器的侧视图;
图242是电路断路器的固定触头的斜视图;
图243是电路断路器的灭弧部分的侧视图;
图244是电路断路器的闭合状态的侧视图;
图245是电路断路器的断开状态的侧视图;
图246是电路断路器的固定触头的斜视图;
图247是电路断路器的动作说明图;
图248是电路断路器的动作说明图;
图249(a)和图249(b)是电路断路器的固定触头和电弧叶轮的构成的侧视图和俯视图;
图250是电路断路器的动作说明图;
图251是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的侧视图;
图252是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的侧视图;
图253(a)和图253(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的侧视图;
图254(a)和图254(c)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的侧视图;
图255(a)和图255(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的斜视图和俯视图;
图256(a)和图256(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的斜视图和俯视图;
图257(a)和图257(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的侧视图和俯视图;
图258(a)和图258(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的构成的侧视图和俯视图;
图259是电路断路器的灭弧部分的侧视图;
图260是电路断路器的闭合状态的侧视图;
图261是电路断路器的断开状态的侧视图;
图262(a)和图262(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的斜视图;
图263(a)~图263(c)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的斜视图;
图264是电路断路器的动作说明图;
图265是电路断路器的侧视图;
图266(a)和图266(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的斜视图;
图267是电路断路器的侧视图;
图268(a)和图268(b)是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的斜视图;
图269(a)~图269(l)是表示电路断路器的电弧滑行板形状的剖面图;
图270是电路断路器的固定触头和电弧滑行板的俯视图;
图271是电路断路器的侧视图;
图272是电路断路器的闭合状态的侧视图;
图273是电路断路器的断开状态的侧视图;
图274(a)和图274(b)是电路断路器的固定触头和电极的斜视图;
图275是电路断路器的动作说明图;
图276是电路断路器的侧视图;
图277(a)和图277(b)是电路断路器的固定触头和电极的斜视图及侧视图;
图278是电路断路器的侧视图;
图279(a)和图279(b)是电路断路器的固定触头和电极斜视图及剖面图;
图280是电路断路器的侧视图;
图281(a)和图281(b)是电路断路器的固定触头和电极的斜视图及剖面图;
图282是电路断路器的侧视图;
图283是电路断路器的闭合状态的侧视图;
图284是电路断路器的断开状态的侧视图;
图285(a)和图285(b)是电路断路器的固定触头的斜视图;
图286是电路断路器的动作说明图;
图287是电路断路器的触点附近的剖面图;
图288是电路断路器的动作说明图;
图289是电路断路器的侧视图;
图290是电路断路器的侧视图;
图291(a)和图291(b)是电路断路器的灭弧部分的侧视图和俯视图;
图292(a)~图292(d)是电路断路器的灭弧板的斜视图;
图293(a)和图293(b)是电路断路器的灭弧部分的侧视图和俯视图;
图294(a)和图294(b)是电路断路器的灭弧部分的侧视图和俯视图;
图295是电路断路器的侧视图;
图296是电路断路器的灭弧部分的一部分斜视图;
图297是电路断路器的触点附近的剖面图;
图298是电路断路器的灭弧部分的斜视图;
图299是电路断路器的灭弧部分的斜视图;
图300是电路断路器的灭弧部分的斜视图;
图301是电路断路器的灭弧部分的斜视图;
图302是电路断路器的灭弧部分的侧视图;
图303是电路断路器的闭合状态的侧视图;
图304是电路断路器的灭弧板的斜视图;
图305是电路断路器的触点附近的剖面图;
图306是电路断路器的断开状态的侧视图;
图307(a)和图307(b)是电路断路器的固定触头的斜视图;
图308是电路断路器的动作说明图;
图309是电路断路器的动作说明图;
图310是电路断路器的触点附近的剖面图;
图311是电路断路器的侧视图;
图312是作为实施例119的开关,将容器剖开的电路断路器处于闭合状态的灭弧板的侧视图;
图313是图312的电路断路器的断开状态的侧视图;
图314是图312中的排斥触头和第1导体及第2导体的关连构成的平面图;
图315是图314的正面图;
图316是图315的斜视图;
图317是用于说明实施例119的动作的电路断路器处于闭合状态时电极部分的侧视图;
图318是用于实施例119中大电流切断时的动作说明所示的触点刚分离之后电极部分的侧视图;
图319是图318中的可动触头和排斥触头达到最大断开状态的侧视图;
图320是实施例120的电路断路器处于闭合状态时电极部分的侧视图;
图321是图320变为触点断开状态时电极部分的侧视图;
图322是实施例121的电路断路器处于闭合状态时电极部分的侧视图;
图323是实施例122的电路断路器处于闭合状态时电极部分的侧视图;
图324是实施例122的变形例的电路断路器的灭弧部分侧视图;
图325是实施例123的电路断路器处于断开状态时电极部分的侧视图;
图326是实施例124的电路断路器处于断开状态时电极部分的侧视图;
图327是实施例125的电路断路器处于断开状态时电极部分的侧视图;
图328是图327的排斥触头处于断开状态时电极部分的侧视图;
图329是实施例125的变形例的电路断路器在小电流切断时只是可动触头成为断开状态的电极部分的侧视图;
图330是图329在大电流切断时可动触头和排斥触头都处于断开状态的侧视图;
图331是实施例126的电路断路器处于闭合状态时电极部分的侧视图;
图332是实施例126的变形例的电极部分侧视图;
图333是实施例126其它变形例的电极部分的侧视图;
图334(a)是实施例127的电路断路器处于闭合状态时电极部分的侧视图;
图334(b)是沿图334(a)的A-A线的剖面图;
图335是实施例128的电路断路器的电极部分的侧视图;
图336是图335的剖面图;
图337(a)是实施例129的电路断路器的电极部分的侧视图;
图337(b)是省略图337(a)的可动触头和绝缘物的电极部分的剖面图;
图338(a)是图337(a)的排斥触头处于断开状态时电极部分的侧视图;
图338(b)是图338(a)的剖面图;
图339是本发明实施例的电路断路器其它变形例的电极部分侧视图;
图340是本发明实施例的电路断路器别的变形例的电极部分侧视图;
图341是本发明实施例的电路断路器别的变形例的电极部分的平面图;
图342是图341的侧视图;
图343是图342的底视图;
图344是本发明实施例的电路断路器别的变形的电极部分侧视图;
图345是本发明实施例的电路断路器的另一变形例的电极部分侧视图;
图346(a)是本发明实施例的电路断路器又一不同变形例的电极部分的平面图;
图346(b)是沿图346(a)的B-B线的剖面图;
图347是本发明实施例的电路断路器其它变形例的电极部分侧视图;
图348是省略图347中的可动触头的平面图;
图349是本发明实施例的电路断路器别的变形例的电极部分侧视图;
图350是省略图349中的可动触头和绝缘物的正面图;
图351是本发明实施例的电路断路器的另一变形例的电极部分的侧视图;
图352是省略图351中的绝缘物的正面图;
图353是本发明实施例130的电路断路器的排斥触头处于闭合状态时电极部分的侧视图;
图354是图353的排斥触头变为断开状态时电极部分的侧视图;
图355是本发明实施例的电路断路器别的变形例的电极部分的斜视图;
下面,参照附图详细说明本发明的实施例。
实施例1下面,参照


本发明的实施例1。图11是作为本发明实施例1的开关将容器剖开的电路断路器处于闭合状态时灭弧部分的侧视图。图12是图11的电路断路器成为断开状态的侧视图,和图1~图3相同或相当的部分,标以相同的符号,并省略重复的说明。
图中,4是一端设有固定触点3的固定触头,该固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d构成。
更详细地说,就是在图11的触点闭合状态下,以可动触头1的可动触点2从固定触点3分离开的方向为上方时,上述固定触头4整体地形成由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d构成的形状,第1导体4a和电源端的接头5连接,向水平方向延伸;第2导体4e位于第1导体4a的下方相间一定距离;第3导体4d在上述接头5的反方向的一端,将第2导体4e和第1导体4a沿上下方向连接,将固定触点3固定在上述第2导体4e上,并且使该固定触点3位于第1导体4a的下方。
上述固定触头4安装在容器12上,使第3导体4d配置在比固定触点3的位置更靠近可动触头1的未设可动触点2的另一端、并且位于上述接头5的反方向的位置(靠近可动触头1的转动支点14一边)。这时,第1导体4a在可动触点2和固定触点3接触的触点闭合时全部位于该触点接触面的上方,并且,在触点断开时位于可动触点2的接触面的下方。
图11和图12所示的灭弧板6上设有为了不妨碍上述可动触头1转动的切口(图中未示出),在图11和图12中,省略了图1所示的先有的电路断路器中的驱动机构8和手柄9以及负载端的接头10,这些部件当然都装置在容器12内。
图13(a)和图13(b)是实施例1的固定触头4的斜视图。
图13(a)所示的固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d整体地形成略呈U字形状,电源端的接头5和作为该U字形的一端的上述第1导体4a的电源接续端的端部连接。另外,固定触点3固定在与其相对的端部的U字形状态的内侧即上述第2导体4e的上面。在上述固定触头4上,为了不妨碍可动触头1相对第2导体4e上的固定触点3的开关动作,在位于上述固定触点3的固定面的上方的接续导体(第1导体4a和第3导体4d)上设有狭缝40。
在图13(b)中,15是绝缘物,该绝缘物15将上述固定触头4的表面和上述狭缝40的内表面内从第1导体4a与接头5连接处附近到第3导体4d全部披覆起来。
下面,说明其动作。
当流过短路电流等大电流时,可动触头1不等待驱动机构的动作便转动起来,将可动触点2与固定触点3分离开,这时,和先看的情况一样,在触点2、3之间发生电弧A。
图14是在上述触点2、3刚分离开之后,可动触点2的接触面还处于第1导体4a的下方的状态。图中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了灭弧板。
从接头5到第1导体4a构成的电流路径,都位于电弧A的上方。结果,该电流路径对发生的电弧A作用的电磁力成为将电弧A向接头5方向拉长的作用力。另外,由于流过第3导体4d的电流与电弧A的电流方向相反,所以,流过第3导体4d的电流产生的电磁力也成为将电弧A向接头5方向拉长的作用力。
因此,流过固定触头4的电流产生的电磁力都是将电弧A向接头5方向拉长的作用力。结果,触点刚分离开之后的电弧A被强烈地拉长,于是电弧电阻急剧地增大。
图15(a)用于说明流过实施例1的固定触头4的电流产生的磁场强度分布所示的可动触头1和固定触头4的侧视图,图15(b)是沿图15(a)的A-A线的剖面图。图中,41是狭缝40左右两侧的第1导体4a的各剖面的中心。
图15(c)是通过理论计算求出的流过固定触头4的电流产生在图15(b)的Z轴上的磁场强度分布,正方向的磁场是将电弧A向接头5方向拉长的磁场分量。
如图15(c)所示的那样,第1导体4a位于偏离可动触头1的转动平面的左右位置。
在这样的导体配置中,由于流过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a的上部空间(区域ZO)存在将电弧A向接头5方向拉长的磁场分量。所以,如图16所示,即使可动触点2转动到第1导体4a的上方,在第1导体4a的狭缝40部分,电弧A也受到向接头5方向拉引的作用力,被挤压到覆盖上述狭缝40顶端(狭缝40靠近接头5一边的端部内表面)部分的绝缘物15a上被冷却。结果,在触点刚分离开之后急剧上升的电弧电阻进一步增大,维持高电弧电压,所以,可将电流峰值和通过的能量抑制小,从而可以得到具有优异的限流性能的电路断路器。
在上述实施例1中,对于相对上述可动触头1的转动面左右对称设置的固定触头4的形状说明了为了不妨碍可动触头1的转动的狭缝40,但是,将该固定触头4作成图17(a)和图17(b)所示的那样的形状结构,也可以获得同样的效果。
实施例2图17(a)是实施例2的固定触头的斜视图,图17(b)是将图17(a)的固定触头绝缘过的斜视图。
该实施例2的固定触头4如图17(a)所示的那样,将第1导体4a只配置在接头5的反方向的左侧。
对于这种固定触头4,如图18(a)所示的那样,在可动触头1断开的初期,在电弧A的上半部分,该电弧A的电流和上述左侧的第1导体4a的电流方向相同,所以,电弧A被吸引到上述左侧的第1导体4a上,与覆盖第1导体4a的绝缘物15强烈地接触后被冷却。因此,在上述断开的初期,电弧电压迅速地上升。
另一方面,当触点2、3分离开后,可动触点2转动到位于第1导体4a的上方时,如图18(b)所示,在电弧A的下半部分,电弧电流和上述左侧的第1导体4a的电流方向相反,互相排斥,所以,电弧A远离覆盖上述左侧的第1导体4a的绝缘物15,于是从该绝缘物15发生的蒸气量减少,因此可以减小容器12内的伴随电流增加而引起的压力上升,从而可以防止压力引起的容器12的损伤。
也就是说,如上述实施例2那样,将固定触头4的第1导体4a配置在可动触头1的转动面的左边或右边时,可以得限流性能好而且难于发生压力引起容器12损伤的固定触头4。
实施例3图19是实施例3的主要部分的侧视图。在该实施例3中,将电源端的接头5配置在第1导体4a的上方。这样,使接头5位于第1导体4a的上方时,被吸引到接头5附近的电弧A的电流的一部分便和接头5的电流相互吸引,所以,在电弧A伸长到切断之前,可以有效地将电弧A吸引、拉长。
这样,可以利用电磁力使切断之前的电弧长度增长,所以,在比较高的电压电路中,比较小的电流的切断动作等产生的电磁力,对切断之前的电弧的拉伸作用,可以有效地对切断性能施加重要影响。
实施例4图20是实施例4的主要部分的侧视图。本实施例4的固定触头4,将接头5配置在第1导体4a的下方,并且位于固定触点3的表面的上方。
这样,使固定触头4的接头5位于第1导体4a的下方时,固定触头4的电弧便在接头5的一部分产生方向向上的电流成分,该电流成分和电弧A相互吸引,所以,在该方向向上的电流成分附近,在某种程度上可以补充在触点2、3分离开后被拉长的电弧A。因此,在切断动作的途中,可以防止电弧A被拉回到触点2、3之间,从而可以维持高电弧电压。
另外,如上所述,通过把位于第1导体4a下方的接头5配置在固定触点3的表面的上方,接头5的电流将产生拉伸固定触点3的表面上电弧A的磁场分量,所以,可以迅速提高电弧电压。
实施例5图21是实施例5的主要部分的侧视图。
本实施例5的固定触头4的接头5配置在位于第1导体4a和固定触点3的表面的下方,接头5位于第1导体4a的下方产生的作用效果和上述实施例4的情况相同。
另外,如本实施例5那样,通过把接头5进一步配置在固定触点3的表面的下方,可以增加补充上述电弧的方向向上的电流成分,增大补充效果,从而在切断动作的后半期,可以维持更高的电弧电压。因此,可以缩短电流切断所要的时间,从而可以减少由于切断动作在断路器内部发生的总能量和通过的能量。
实施例6图22和图23是实施例6的主要部分的侧视图。本实施例6的固定触头4整体地形成固定触点3和与其相对的具有凸起的曲折部的第1导体4a。另外,图22和图23中第1导体4a的曲折部的曲折角度不同。
对于这种固定触头4,虽然上述方向向上的电流成分的补充效果减小了,但是,在触点分离的初期电流比较小时,可以有效地将可靠近触点2的电弧A的一部分拉长,所以,可以迅速提高初期的电弧电压。
另外,上述第1导体4a的曲折部形成钝角,所以,上述固定触头4的曲折加工容易。
接头5的位置受与外电路的连接关系限制时,如图20~图23所示,可将第1导体4a配置在接头5的上方,这样,必然使第3导体4d的长度增长,从而第3导体4d的方向向下的电流和电弧A的方向向上的电流的排斥作用增大,促进电弧A的拉长。
实施例7图24是实施例7的主要部分的侧视图。在本实施例7中,把上述实施例1中固定着固定触头4的固定触点3的第2导体4e,设置成将第2导体4e向可动触头1的转动中心14方向延长,从而使流过第2导体4e部分的电流与闭合时流过可动触头1的电流基本上平行反向。
采用这种结构时,第2导体4e的电流产生的将电弧A向接头5方向拉伸的电磁力增大,并且,闭合时在可动触头1和第2导体4e之间作用电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,从而可以很快将触点刚分离开之后的电弧长度拉长。因此,电弧电阻很快增大,进一步提高限流性能。
实施例8图25是实施例8的主要部分的侧视图。本实施例8的固定触头4的第1导体4a与第3导体4d连接的部位形成斜面,所以,可以增大拉伸固定触点3的表面上电弧A的磁场强度。
下面,进一步详细说明上述结构。
对于理想情况,为了使固定触头4产生的拉伸固定触点3表面中心点的电弧的磁场强度为最大,应把固定触头4的导体配置在与可动触头1的转动面垂直的圆筒面上,该圆筒面以固定触点3表面的中心点为中心,并且具有使拉伸电弧A的磁场强度为最大的半径。但是,上述半径随固定触头4的导体形状不同而异。
例如,如图13所示的那样,相对可动触头1的转动面配置设有狭缝40的左右对称的第1导体4a时,左右导体间距离的二分之一即为上述半径值。
但是,实际上,或者难于沿着这种圆筒面配置导体,或者成本非常高。
因此,这就要求尽可能接近上述理想的圆筒面并且加工简单的导体形状。
如上述实施例1那样,弯曲部越少,固定触头4的加工越简单,但是,固定触头4的导体偏离上述理想圆筒位置的部分增多。
因此,如图25那样,通过在第1导体4a上增加弯曲部,减少与上述理想圆筒的偏离,可以增大拉伸固定触点3表面上的电弧的磁场强度,同时,也可以把提高的加工成本限制到最小限度。
实施例9图26是实施例9的主要部分的侧视图。本实施例9的固定触头4通过钝角的弯曲部△1将第1导体4a和第3导体4d连接,同时,通过锐角的弯曲部△2将第3导体4d和第2导体4e连接,上述钝角和上述锐角向与固定触点3相反的方向凸起,使第3导体4d形成斜面。
按照本实施例9,可以不增加上述弯曲部的数量,而比实施例1的情况减小与上述理想圆筒的偏离。
但是,对于通电容量大的电路断路器,由于固定触头4的导体截面增大,所以,难于像图25和图26那样的小半径进行弯曲加工。
实施例10图27是实施例10的主要部分的侧视图。本实施例10的固定触头4将第3导体4d形成在与固定触点3相反的方向呈凸起状的曲线形成。
这样,即使固定触头4的导体截面较大,也能把导体配置得接近理想的导体形状,所以,可以迅速提高电弧电压。
实施例11图28(a)是实施例11处于触点刚分离开之后状态的主要部分的侧视图,图28(b)是图28(a)变为最大断开状态时主要部分的侧视图。
本实施例11的固定触头4在第1导体4a上设有向固定触头4一边凸起的突出部4ax,该突出部4ax的顶点比固定触点3靠近接头5一边。
按照这种结构,在触点分离开的初期,如图28(a)所示的那样,向上述突出部4ax的斜上方流动的电流成分吸引电弧A,很快将电弧A拉长,所以,可以迅速提高电弧电压。
另外,如图28(b)所示的那样,当触点2、3进一步分离开,电弧长度增大时,电弧A从第1导体4a的上述突出部4ax的顶点向接头5方向拉长。这时,向上述突出部4ax的斜下方流动的电流成分和电弧电流方向相反,相互排斥,所以,阻止电弧A向触点2、3间的方向倒退,从而可以维持高电弧电压。
实施例12图29是实施例12的主要部分的侧视图。本实施例12的固定触头4将第2导体4e固定着固定触点3的一端配置得比另一端低,固定触点3的接触面偏离与上下方向垂直的线,指向接头5方向。
采用这种结构时,可以使固定触点3上的电弧A的喷出方向指向接头5。
通常,当电弧A的电流增大时,电弧从触点面喷出的作用力增大,磁场的拉伸效果相对地减小。所以,在切断动作初期电流比较小的区域,被磁场拉伸的电弧在电流增加的同时,也被向触点间方向拉回,所以,有时导致电弧电压降低。
因此,如图29那样,如果使电弧的喷出方向指向接头5,则即使电弧A的喷出作用力增大,电弧A也不会向触点2、3间倒退,从而可以维持电弧电压。
实施例13图30是实施例13的主要部分的侧视图。本实施例13的固定触头4,将第2导体4e的固定着固定触点3的导体部位配置在第2导体4e和第3导体4d的连接部位的上方。
采用这样的结构时,第3导体4d的电流路径增长,流过该电流路径的电流将电弧A向接头5方向排斥的作用力增大。另外,第2导体4e上靠近第3导体4d一边的导体部位比固定触点3距离电弧远。所以,即使电弧直径随着电弧电流的增加而增大,电弧也难于扩展到机构一边(通常,机构配置在可动触头1的转动中心14一侧),这样便可防止热流和伴随热流的熔融物流入机构内,所以,在切断动作后不会妨碍开关动作。
在上述实施例13(图30)中没有示出容器,但是,通过把固定着固定触点3的导体部位向上方提,可以在上述导体部位和容器之间留出空间。
不存在该空间时,从固定触点3向接头5一边排斥的电弧A产生的压力在邻近的容器部位被反射,所以,电弧被挤压成的圆弧难于超过接头5。
因此,通过将上述邻近的容器部位移向远处,可以抑制上述电弧压力的反射,从而可以发生容易将电弧A向接头5一边挤压的气流。
实施例14图31是实施例14的主要部分的侧视图。本实施例14的固定触头4将第2导体4e和第3导体4d的连接处形成锐角,在第2导体4e上不设置弯曲部,利用这样的结构,可以获得和上述实施例13同样的效果。
实施例15图32是实施例15的主要部分的侧视图。本实施例15的固定触头4将第3导体4d形成倾斜形状,使得第3导体4d的上方部分比下方部分靠近可动触头1的转动中心14一边。
采用这样的结构时,在从触点分离开的初期到触点电路动作后半期的较长时间内,可动触头1的一部分处于由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d包围的空间内,在上述较长的时间内,可动触头1受到流过固定触头4的电流产生的磁场向触点断开方向作用的力。因此,不仅在触点分离开的初期,即使当可动触点2移动到第1导体4a的上方以后,可动触头1的断开速度也不会减少,所以,可以加快达到最大断开距离的时间。
通常,在电源电压比较高的电压(例如550V)电路中,在比较小的短路电流区域的切断动作中,作用在可动触头1上的电磁排斥力小,即使在电流切断之前,触点间的分离距离也很小,所以,有时会将触点间的绝缘击穿,使切断动作失败。
因此,如上述图32那样,通过采用能加快达到触点最大断开距离的时间的结构,可以防止上述切断动作的失败。
实施例16图33是从上方看实施例16的第2导体的俯视图,如图所示,将第2导体4e上固定着固定触点3的一段导体的宽度缩小,这样,流过第2导体4e的电流便尽可能沿着该段导体的中心线向固定触点3一边集中。
这样,将电流集中后,就可以增大流过第2导体4e的电流在固定触点3附近拉伸电弧A的磁场分量。另外,与流过可动触头1的导体中电流之间的电磁排斥力也增大,所以,可以提高可动触头1的断开速度。
利用这样的效果,可以迅速提高电弧电压,从而提高限流性能。另外,通常随着电弧电流的增大,电弧直径同时增大,但是,如果像图33那样,将固定着固定触点3的一段导体的宽度缩小,便可抑制电弧的直径增大,提高电弧电流密度,所以,当电弧电阻增大后,可以维持高电弧电压。
实施例17图34(a)是从上方看实施例17的可动触头1和固定触头4的俯视图,图34(b)是图34(a)的侧视图。
在本实施例17中,为了不妨碍可动触头1的开关动作,在固定触头4上设有狭缝40,并且,该狭缝40左右两边的导体4a,4a基本上相互平行。
实施例18图35是从上方看实施例18的可动触头1和固定触头4的俯视图。在本实施例18中,将固定触头4的狭缝40的宽度从接头5一边向可动触头1的转动中心14一边逐渐减小。
通过将狭缝40形成这样的形状,可以防止切断动作时热流向转动中心14方向流动。
通常,在可动触头1的转动中心14一边存在使可动触头1进行开关动作的驱动机构,由于上述热流使熔融物附着到该驱动机构上,将成为切断开关动作之后不能再投入动作的原因。另外,由于上述热流的原因,从可动触头1的可动触点2向转动中心14一边的导体部位产生电弧后,电弧电压将急剧地减小,有时不能将电路断开。
因此,如图35那样,通过使可动触头1的转动中心14一侧的狭缝40的宽度小于接头5一侧的狭缝宽度,可以防止上述热流,从而可以实现可靠性高的切断性能。
实施例19图36是实施例19的主要部分的平面图。在本实施例19中,与图35的情况相反,使固定触头4的狭缝40的宽度,可动触头1的转动中心14一侧大于接头5一侧。上述狭缝40的宽度越窄,电弧接触到绝缘物15之后,冷却的效果越大。另外,通过的电流增大之后,电弧截面增大时,利用狭缝40的宽度可以限制电弧截面,从而可以进一步提高电弧电压。
但是,实际上,可动触头1在开关动作的途中会发生左右摆动,所以,难于使狭缝宽度小于考虑了该摆动宽度的狭缝宽度。
因此,如图36那样,通过使固定触头4左右的狭缝宽度大于上述摆动宽度,以及使固定触头4上接头5一侧的狭缝宽度变窄,可以得到确实的开关动作,并且由绝缘物15冷却向接头5方向拉长的电弧,同时,可以限制电弧截面,从而可以实现良好的限流性能。此外,如上所述,如果使狭缝的宽度越靠里边越窄,则对狭缝40的内表面涂敷绝缘物15的方法简单。
实施例20图37是实施例20的可动触头1的侧面图。本实施例20的可动触头1的形状使从可动触点2到转动中心14一侧的可动导体1a的部位1b后退到可动触点2的固定面的上方。
通常,随着切断动作时的电流增大,电弧斑的面积增大,从而电弧的截面增大。这时,如果未像图37那样使上述可动导体1a的部位1b后退到上方时,可动触点2和从可动导体1a的可动触点2到接头5一侧的部位1c,去不掉扩展的电弧斑,从可动触点2扩展到转动中心14一侧可动导体1a的部位1b,所以,上述可动导体1a被融化变细,使机械强度减小,同时成为切断动作后通电时发热的原因。并且,最坏时可动触点2一侧的可动导体的一部分会脱落,致使不能再投入使用。另外,通常,可动导体1a是用铜或铜合金制造的,比可动触点2容易融化,所以,当电弧扩展到上述可动导体1a的部位1b时,会从上述可动导体1a的部位1b,比可动触点2产生大量的金属蒸气。因此,在电流切断之前,上述可动导体1a的部位1b附近的绝缘恢复比较慢,有时甚至不能切断电路。
为了解决这个问题,可以采用以绝缘物覆盖上述可动导体1a的部位1b的方法和使上述可动导体1a的部位1b远离电弧的方法。
实施例21图38(a)是实施例21的主要部分的平面图,图38(b)是图38(a)的侧面图。
如图38(a)所示的那样,把绝缘物21安装在可动触头1上时,可动触头1的宽度便增大,所以,应把狭缝40的宽度扩大到图中虚线所示的位置。于是,狭缝40左右两边的导体的截面将减小,从而不能获得充分的通电性能。
基于这种理由,难于采用以绝缘物覆盖上述可动导体1a的部位1b的方法时,采用图37所示的使可动导体1a的部位1b远离电弧的可动触头1的形状是有效的。
另外,使用图38(a)的固定触头4时,随着电流的增大,可以把扩展的电弧斑大致限制为可动触点2和从可动导体1a的可动触点2到接头5一侧的部位1c的面积,所以,可以提高电弧电压。
进而,使上述可动导体1a的部位1b后退到上方时,如图38(b)所示的那样,可以使刚产生电弧之后狭缝40的一个端部42与可动导体1a之间的距离d增长,从而可以防止伴随上述狭缝40的一个端部42和可动导体1a之间的绝缘击穿引起的电弧电压降低。
实施例22图39(a)是实施例22的可动触头1的侧视图,图39(b)是沿图39(a)的B-B线的剖面图。本实施例的可动触头1使可动导体1a的宽度小于可动触点2的宽度。
按照本实施例22,在短路电流的切断动作时,可动触头1受到向断开方向加速的大电磁力。
通常,加速到高速度的可动触头1碰到设置在容器上的制动器后停止转动。这时,可动触头1受到冲击力,所以,机械强度不够时,有时可动导体1a会发生变形。
为了提高可动触头1的机械强度,可以增大可动导体1a的截面,但是,如果增大可动导体1a的宽度,则狭缝40的宽度也必须增大,从而使限流性能降低。
因此,如图39(b)那样,可以认为采用使可动导体1a的左右方向的宽度小于可动触点2左右方向的宽度,并利用可动导体1a的上下方向的宽度确保通电所需要的截面积和足够的机械强度的可动触头1的形状是很理想的形状。
通常,可动触点2是利用钎焊加工固定的,但是,如果采用上述可动触头1的形状,便可防止可动触点2脱落。
另外,前面讲过,狭缝40的宽度越小,狭缝40的绝缘物的蒸气对电弧的冷却作用和对电弧截面的限制作用越大,可以提高限流性能,但是,伴随上述电弧冷却作用的增大,将产生大量的蒸气,所以,容器内的压力将增大,有时会损伤容器。因此,当狭缝40左右两边的导体的通电容量有余量时,考虑加宽狭缝40的宽度,以减小发生的压力。
如果加宽狭缝40的宽度,限流性能将减小,但是,通过在可动触点2的周围涂敷绝缘物,用可动触头1限制电弧截面,则可弥补上述限流性能的下降。
这样,在可动触点2的周围配置绝缘物时,如果采用图39(b)那样的宽度小于可动触点2的宽度的可动导体1a,将可动触头1的宽度增加限制得比较小,便可配置绝缘物。
在上述图13的实施例中,将狭缝40设在固定触头4的大致中央的位置,将第1导体4a和第3导体4d配置在左右两边。
下面,说明这种基本平行地存在两个电流路径时流过上述电流路径的电流产生的磁场的一般特性。
图40(a)是用以说明可动触头的转动面左右两侧的两个电流路径产生的磁场特性的简图。在图40(a)中,ZX面相当于含有可动触头的轨迹的平面,接头位于X轴的正方向,可动触头的转动中心位于X轴的负方向,可动触头位于Z轴的正方向,固定触头的左右导体43a、43b的电流通路的中心线位于XY平面上,相互平行,距离为2a,上述左右导体43a、43b相对ZX平面相互对称,设流过该左右导体的电流Ⅰ1、Ⅰ2向-X方向流动,大小相等,则Y轴正方向时的分量的作用将电弧向接头方向(X轴的正方向)拉伸。这时,设连接原点O和Y轴上一a点的直线同连接Y轴上-a点和Z轴上任意一点PO的直线之间的夹角为θ,则PO点处Y方向磁场By的变化可以表示为By=(μⅠ/4πa)sin(2θ)其中,θ的范围为-90°<θ<90°,μ为磁导率,电流Ⅰ=Ⅰ1+Ⅰ2。
图40(b)是根据上式求出的角度θ和Y方向磁场By的关系的曲线图。另外,图40(c)根据z=atgθ的关系式,把图40(b)的横轴变换为Z轴上的长度的图。
由图40(c)可知,在a<z的区域,随着z值的增加Y方向磁场By的变化率,平均说来。小于z值为0≤z≤a的区域。例如,Y方向磁场By等于峰值的80%的数值,在0≤z≤a的区域为a/z,在a<z的区域为2a。
将上述XY平面上的平行导体和Z轴上PO点的位置关系应用于实际的实施例,即为图41。
实施例23图41(a)是实施例23的固定触头的侧视图,图41(b)是沿图41(a)的C-C线的剖面图。在本实施例23中,设上述C-C线的剖面为YZ平面,P1、P2为左右第1导体4a的各剖面的中心,PO点为固定触点3表面上的中心。
将固定触头4构成角度θ大于45°(a≤PO(z)时,流过狭缝40左右两边导体的电流产生的Y方向磁场By为最大值的点Pmax位于固定触点3表面上方的Z轴上,并且,上述左右导体的电流产生的Y方向磁场By在固定触3表面的大小和峰值的差别不太大。
也就是说,通过使上述角度θ大于45°(a≤PO(z)),可以增大固定触点表面上和其上方附近空间拉伸电弧的作用力,从而可以改善电弧电压的上升。
但是,如果使角度θ大于45°(a≤PO(z)),则较强的Y方向磁场By也对第2导体的电流通路产生作用,使构成上述电流通路的导体受到方向向下的电磁力。另外,由于第1导体靠近第2导体的电流通路,所以,作为对上述第2导体的电流通路作用的电磁力的反作用力,受到方向指向斜上方的电磁力。
因此,当受到外形尺寸、材料成本、加工技术等方面的限制,固定触头不具有足够的机械强度时,由于上述电磁力的作用,固定触头将发生形变。
因此,当能得到切断电流最低所需要的拉伸电弧的磁场效果时,通过使上述角度θ1,θ2小于45°(0<PO(z)<a),调整对上述电流通路作用的Y方向磁场,可以防止上述形变。
在图11的实施例1中,在第3导体4d上也设有狭缝40,对于第3导体4d的狭缝左右的导体,可以得到和第1导体4a的狭缝左右的导体相同的磁场特性。
图42是从上方看实施例23的固定触头的一部分的俯视图,取连接第3导体4d的狭缝左右导体剖面的重心P1、P2的直线为Y轴,使以Y轴为中心将Z轴转动-90°的Z1轴通过固定触点3表面的中心点PO,以此来决定x1、y1、z1坐标。这时,图40(c)中Y方向磁场By和z的关系,对第3导体4d的狭缝左右的电流产生的Y方向磁场和z1也成立。
在图42中,如果使上述角度θ1大于45°(a1≤PO(z)),则上述狭缝40左右导体的电流产生的Y方向磁场By的峰值位于比固定触点3靠近第3导体4d的一侧,上述左右导体的电流产生的Y方向磁场By在固定触点3表面上的大小和峰值也差别不太大。
另外,即使将x1、y1、z1坐标的y1、z1平面沿x1方向在第3导体4d长度的范围内移动,也可以得到同样的关系。
由于上述理由,使角度θ1大于45°(a≤PO(z))时,可以增大固定触点3表面上及其上方附近的空间对电弧的拉伸作用力,从而可以改善电弧电压的上升。
由于上述Y方向磁场强度By的峰值位于比固定触点3靠近可动触头的转动中心一侧,所以,电弧难于扩展到机构一边,从而可以减少热流向机构一边流动。
另外,在比固定触点3靠近接头5的一侧设置电弧滑行板时(第2导体4e的导体延伸到比固定触点3靠近接头5的一侧时,把比固定触点靠近接头一侧的第2导体的部位视为电弧叶轮),将电弧斑从固定触点3向接头5一侧的电弧滑行板方向驱动,但是,即使电弧斑移动到电弧滑行板上,上述Y方向磁场By也减小不太大,所以,可以快速驱动电弧,同时,在电弧滑行板的前端,可以有效地将电弧拉长。
这样,通过把电弧移动到电弧滑行板上拉伸电弧,可以减小固定触点的消耗。
但是,如果考虑存在上述电弧滑行板时的切断性能时,最好是使角度θ小于45°(0<PO(z)<a1)。
通常,切断电流之前的电弧位于电弧滑行板的前端,如何利用电磁力拉伸该位置的电弧,对切断性能有重要的影响。
特别是,电路电压比较高、而切断动作的电流值比较小时,在切断之前,必须用电磁力拉伸电弧。因此,通过使角度θ1小于45°(0<PO(z)<a1),以使第3导体4d的狭缝40左右导体的电流产生的Y方向磁场By在电弧滑行板前端附近为最大值,在上述切断条件下,也可以提高切断性能。
实施例24图43是实施例24的固定触头的斜视图。在本实施例中,把狭缝40设在第1导体4a和第3导体4d,并且位于第2导体4e和第3导体4d的连接部位的上方。这样,如图30、图31的实施例那样,可以使第3导体4d增长,从而可以增大将电弧向接头5一边拉伸的力。
图44(a)是图43的固定触头的侧视图,图44(b)是沿图44(a)的C1-C1线的剖面图。图44(c)是沿图44(a)的C2-C2线的剖面图。在本实施例的固定触头4中,通过将固定触点3表面的中心点PO配置得使角度θ和θ1略小于45°,可以进一步增大固定触点3表面上Y方向的磁场分量。
实施例25图45(a)是实施例25的固定触头的斜视图,图45(b)是把图45(a)的固定触头绝缘过的斜视图。
在上述图13的固定触头4中,把狭缝40设置在跨越第1导体4a和第3导体4d上,但是,本实施例25的固定触头4则把狭缝40几乎不设置在第3导体4d上。
这样,去掉第3导体4d上的狭缝40,可以防止热流向可动触头1的转动中心14一边流动,同时,可以增大第3导体4d的电流对电弧的拉伸作用。
实施例26图46是实施例26的固定触头的斜视图。本实施例26的固定触头4把狭缝40设置在第1导体4a和第3导体4d以及一部分第2导体4e上。
通过设置这样的狭缝40,可使固定触头4的弯曲加工容易进行。
实施例27图47是实施例27的固定触头的斜视图。本实施例27的固定触头4将第1导体4a的靠近第3导体4d一边的部分形成斜面形状。
并且,和图46的情况一样,把狭缝40设置在上述第1导体4a和第3导体4d以及一部分第2导体4e上。
因此,本实施例27也可以得到和上述实施例26相同的结果。
实施例28图48是实施例28的固定触头的斜视图。在本实施例中,把覆盖固定触头1的狭缝40顶头处的绝缘物15a的高度加高。
采用这样的结构时,被向接头5方向拉长的电弧挤压的绝缘物的面积增大,从而冷却电弧的效果增大,使电弧电压上升,所以,可以提高限流性能。
另外,还可以防止从排气孔向接头5方向排出的热气与接头5接触,从而可以防止随着在可动触头1和接头5之间产生电弧而使电弧电压降低。
实施例29图49是实施例29的灭弧部分的侧视图,图50是图49的电路断路器处于断开状态的侧视图。本实施例29和上述实施例1不同的地方是上述第1导体4a位于可动触头1的电流通路的中心的上方。
下面,说明其动作。
当流过短路电流等大电流时,可动触头1不等待机构的动作便发生转动,使可动触点2和固定触点3分离开,同时在触点2、3之间产生电弧,这些都和先有的情况相同。
图51是上述触点2、3分离开之前的状态。其中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了灭弧板。
在图51中,流过可动触头1的电流和流过第1导体4a的电流方向相同,所以,可动触头1被向上方吸引。流过第3导体4d的电流与流过可动触头1的电流方向垂直,第3导体4d对接头5一侧可动触头1的部位1A作用的力指向使可动触头断开的方向。
另一方面,第3导体4d对转动中心14一侧可动触头1的部位1B作用的力与使可动触头1断开的方向相反。
但是,由于从转动中心14到上述部位1A的距离大于到上述部位1B的距离,所以,第3导体4d的电流对可动触头1作用的合惯性矩使可动触头1向断开方向运动。
因此,流过上述固定触头4的各电流成分产生的电磁力都是使可动触头1向断开方向转动的力。
结果,在触点刚分离开之后,触点2、3之间的距离便急剧增大,从而电弧电阻迅速增加。
图52是触点2、3刚分离开之后,并且可动触点2还处于第1导体4a下方的状态。
从接头5到第1导体4a构成的电流路径,都处于电弧A的上方。结果,该电流路径产生的对电弧A作用的电磁力是将电弧A向接头5一侧拉伸的作用力。另外,流过第3导体4d的电流和电弧A的电流方向相反,所以,流过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。
因此,流过该固定触头4的电流产生的电磁力都是将电弧A向接头5一侧拉伸的作用力。结果,触头刚分离开之后的电弧A被强力地拉伸,电弧电阻急剧地增大。
图53(a)是为了说明流过固定触头的电流产生的磁场强度分布所示的可动触头和固定触头的侧视图,图53(b)是沿图53(a)的A-A线的剖面图。可动触头1与第1导体4a的相对位置和上述实施例1不同。
图中,41是狭缝40左右两侧第1导体4a的各剖面的重心。
图53(c)是根据理论计算求出的流过固定触头4的电流产生的磁场,在图53(b)的Z轴上的磁场强度分布图,正方向的磁场是将电弧向接头5一侧拉伸的磁场分量。
如图53(c)所示,第1导体4a位于左右偏离可动触头1的转动平面的位置。
在这种导体配置中,由于流过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a的上部空间(区域Zo)存在将电弧A向接头5方向拉伸的磁场分量。因此,如图54那样,即使可动触头面转动到第1导体4a的上方,在第1导体4a的狭缝40部分,电弧A受到指向接头5方向的作用力,从而被挤压到覆盖在上述狭缝40的顶头(狭缝40靠近接头5一侧的端部内表面)部分的绝缘物15a上而受到冷却。结果,触点刚分离开之后急剧上升的电弧电阻进一步增大,从而可以维持高电弧电压,所以,可以使电流峰值和通过的能量减小,从而可以得到具有优良限流性能的电路断路器。
在上述实施例29中,对为了不妨碍可动触头1的转动,将狭缝40相对上述可动触头1的转动面左右对称地设置的固定触头4的形状作了说明,但是,将固定触头4形成图55(a)和图55(b)所示的形状结构时,也能获得同样的效果。
实施例30图55(a)是实施例30的固定触头的斜视图,图55(b)是将图55(a)的固定触头绝缘过的斜视图。
本实施例30的固定触头4,如图55(a)那样,只在指向接头5的左侧配置第1导体4a。
对于这种固定触头4,如图56(a)那样,在可动触头1的断开初期,在电弧A的上半部分,电弧电流和上述左侧的第1导体4a的电流方向相同,所以,电弧A被吸引到上述左侧的第1导体4a上,与覆盖第1导体4a的绝缘物15强烈地接触而受到冷却。因此,在上述断开的初期,电弧电压迅速地上升。
另一方面,当触点2、3分离开之后,当可动触点2到达第1导体4a的上方时,如图56(b)所示的那样,在电弧A的下半部分,电弧电流和上述左侧的第1导体4a的电流方向相反,相互排斥,所以,电弧A远离覆盖上述左侧第1导体4a的绝缘物15,可以减少该绝缘物15产生的蒸气量,所以,可以抑制伴随电流增加容器12内的压力上升,从而可以防止压力对容器12的损伤。
也就是说,如上述实施例30那样,只在相对可动触头1的转动面的左侧或右侧设置固定触头4的第1导体4a时,可以得到限流效果好、并且难于发生压力损伤容器12的固定触头4。
实施例31图57是实施例31的主要部分的侧视图。在本实施例31中,采用的固定触头4的形状是将电源端的接头5配置在第1导体4a上方。这样,使接头5位于第1导体4a的上方时,同样可以有效地迅速提高断开初期的电弧电压。
实施例32图58是实施例32的主要部分的侧视图。在本实施例32的固定触头4中,也是将电源头的接头5配置在第1导体4a的上方,因此,可以获得同样的效果。
实施例33图59是实施例33的主要部分的侧视图。在本实施例33中,将固定触头4的接头5配置在第1导体4a的上方,并将和图13(a)、图13(b)所示的狭缝(切口)40相当的狭缝设置到非常靠近上述接头5一边。
采用这样的结构时,被拉伸到接头5附近的电弧部分的电流和接头5的电流相互吸引,所以,在电弧伸长到断开之前,可以有效地将电弧拉长。
这样,由于可以利用电磁力将断开之前的电弧长度拉长,所以,在电压比较高的电路(例如550V的电路)中,对于比较小的电流的切断动作等,切断之前电磁力对电弧的拉伸作用,对切断性能有重要的影响。
实施例34图60是实施例34的主要部分的侧视图。在本实施例34中,将固定触头4的接头5设置在第1导体4a的下方。采用这样的结构时,在固定触头4上比电弧靠近接头5一侧的一部分导体上产生和电弧方向相同的电流成分。这样,和电弧方向相同的电流成分产生的磁场,在断开的初期,使可动触头1向断开方向运动,从而可以提高断开初期的电弧电压。另外,由于和上述电弧方向相同的电流成分与电弧相互吸引,所以,在方向向上的电流附近,可以对触点2、3分离开后被拉伸的电弧A给予某种程度的补充。因此,在切断动作的途中,电弧A不会被拉回到触点2、3之间,从而可以维持高电弧电压。
另外,在本实施例34中,由于把上述接头5配置在固定触点3的表面上方,所以,接头5的电流产生拉伸固定触点3表面的电弧A的磁场分量,从而可以迅速提高电弧电压。
实施例35图61是实施例35的主要部分的侧视图。在本实施例35中,把固定触头4的接头5设置在第1导体4a和固定触点3表面的下方。
这样,使接头5位于固定触点3的表面的下方时,和补充了上述电弧的电弧同方向的电流成分增加,使补充效果增大,在切断动作的后半期,可以维持更高的电弧电压。因此,可以缩短完成电流切断所需要的时间,从而可以减小由于切断动作在断路器内部发生的总能量和通过的能量。
在上述实施例35中,是用垂直方向的导体连接接头5和固定触头4的,但是,可以像图62和图63所示的那样,用倾斜的导体进行连接。这时,基本上可以得到和上述实施例35相同的效果,此外,由于连接处的弯曲部分为钝角,所以,固定触头4的弯曲加工简单。
实施例36图64是实施例36的主要部分的侧视图。在本实施例36中,将第2导体4e向可动触头1的转动中心14方向延伸,代替上述实施例29中固定着固定触头4的固定触点3的第2导体4e,使得流过第2导体4e部分的电流和闭合时流过可动触头1的电流基本上平行且反向。
采用这样的结构时,第2导体4e的电流产生的将电弧A向接头5一侧拉伸的电磁力增大,并且闭合时可动触头1和第2导体4e之间作用电磁排斥力,所以,可动触头1的转动速度增大,使触点刚分离开之后的电弧长度很快增长。因此,电弧电阻增大得更快,从而可以进一步提高限流性能。
实施例37图65是实施例37的主要部分的侧视图。在本实施例37中,使可动触头1的一部分即使在断开状态下,也位于由固定触头4的第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d包围的空间内。
采用这样的结构时,在从断开初期到断开动作的后半期的长时间内,可动触头1都受到流过固定触头4的电流产生的磁场向断开方向作用的大电磁力。
因此,不仅在断开的初期,而且在可动触点2移动到第1导体4a的上部后,可动触头1的断开速度也不减小,所以,可以加快达到最大断开距离的时间。
通常,在电源电压比较高的电压电路(例如500V)中,在比较小的短路电流区域的切断动作中,由于对可动触头1作用的电磁排斥力小,即使在电流即将切断之前,触点间的断开距离也很小,所以,有时在触点之间会发生绝缘击穿,导致电流的切断动作失败。
因此,通过采用上述实施例37(图65)那样的结构,加快达到触点最大断开距离的时间,就能防止上述那样的切断动作失败。
另外,通常在电路断路器中设有限制可动触头1所能转动的范围的手段(例如,设置在容器12内的制动器)。这种转动的限制手段不限于一种,可以分为机构转动时最大可能的断开距离d1和机构不动作时最大可能的断开距离d2两种不同情况。
在上述实施例29中,介绍了流过短路电流等大电流时由于电磁力的作用,可动触头1不等待机构的动作便开始转动的情况,但是,通常,由于切断大电流时机构的动作比电磁力引起的断开动作慢,所以,电路断路器的限流性能受机构不动作时最大可能断开的距离d2的影响很大。
实施例38图66和图67是实施例38及其变形例的主要部分的侧视图。在图66和图67中,表示出了可动触头1的最大可能的断开距离d1和最大可能的断开距离d2这两种不同情况。
在图66和图67中,1表示位于最大可能断开距离d2处的可动触头,用点画线表示,1′表示位于最大可能断开距离d1处的可动触头。
如图66那样,如果使在最大可能断开距离d2处可动触点2的接触面位于第1导体4a的上方,则在大电流的切断动作时,可动触头1暂时停留在图66的1的位置,直至驱动机构(图中未示出)开始动作,在切断动作的后半期,将可动触头1一侧电弧斑附近的电弧向接头5方向拉伸的磁场分量变得很小。通常由于排气孔(图中未示出)设在第1导体4a的上部,所以,由于上述磁场分量的减小,从排气孔放出的火花及熔融物也减少。
也就是说,采用图66那样的结构时,可以减小电弧空间。
另一方面,如果像图67那样使在最大可能断开距离d2处可动触点2的接触面位于第1导体4a的下方,则在大电流的切断动作时,由于可动触头暂时停留在图67的1的位置,直至机构开始动作为止,所以,即使在切断动作的后半期,也位于上述空间内,电弧被流过固定触头4的所有电流成分有效地拉伸,在切断动作的后半期,也可以维持高电弧电压。但是,在电压比较高的电路中,如果最大可能断开距离d2比较小,有时被拉伸的电弧随着触点2、3之间的绝缘击穿会被再拉回到触点之间。有时,由于外形尺寸的严格限制,不设置最大可能断开距离d2。也就是说,图67是着重考虑电压比较低的电路中大电流切断时的限流性能的结构。
实施例39图68(a)是实施例39的主要部分的侧视图,图68(b)是沿图68(a)的B-B线的剖面图。
在本实施例39中,将可动触头的一部分即可动触头导体1a的截面形成图68(b)所示的伞形。
这样,由于可动触头导体1a的电流偏向下方,所以,第2导体4e的电流在即将断开之前和刚断开之后的排斥力增大,从而触点的断开速度进一步加快。
另外,通过使用这种形状的可动触头1,可以减小可动触头1断开时的空气阻力。
在电弧电流较小区域的断开初期,通过使用这种可动触头1,伴随可动触头1的断开,从周围向电弧吸引的空气量增多,所以,电弧被冷却,电弧电压进一步上升,从而可以提高限流性能。
在上述实施例中,将狭缝40设置在固定触头4的大致中央的位置,将第1导体4a和第3导体4d配置在其左右两边。
这样,两个电流路径相互平行时,流过上述电流路径的电流产生的磁场的一般特性,已在图40(a)、图40(b)和图40(c)中详细介绍过。
将这种XY平面上的平行导体和Z轴上PO点的位置关系应用于实际的实施例时,就是图69(a)和图69(b)。
实施例40图69(a)是实施例40的固定触头的侧视图,图69(b)是沿图69(a)的C-C线的剖面图。在本实施例40中,以上述C-C线的剖面为YZ平面,41为左右第1导体4a的各剖面的中心,PO点为可动触头1的剖面的中心。
其中,角度θ等于45°±10°。采用这样的结构时,在重心PO点由流过切口(狭缝40)左右的导体的电流产生的Y方向磁场By最小也大约为最大值的94%。
因此,在刚断开之后,可以最大限度地利用第1导体4a的电流吸引可动触头1的作用力,提高可动触头1刚断开之后的断开速度,从而可以提高电弧电压。
实施例41图70是实施例41的固定触头的斜视图。本实施例41的固定触头4将狭缝40设置在第1导体4a和第3导体4d以及一部分第2导体4e上。
通过把狭缝40设置在固定触头4的弯曲部位,可以使固定触头4的弯曲加工容易进行。
实施例42图71是实施例42的固定触头的斜视图。本实施例42的固定触头4将靠近第3导体4d一侧的第1导体4a形成倾斜形状。
此外,和图70一样,将狭缝40设置在上述第1导体4a和第3导体4d以及一部分第2导体4e上。
因此,本实施例42也可以获得和上述实施例41相同的效果。
实施例43图70是实施例43的固定触头的斜视图。在本实施例43中,把覆盖固定触头4的狭缝40顶头处的绝缘物15a的高度加高。
采用这样的结构时,向接头5方向拉伸的电弧挤压绝缘物的面积增大,对电弧的冷却作用增大,使电弧电压升高,所以,可以提高限流性能。
另外,可以防止从排气孔向接头5方向喷出的热气接触到接头5,从而可以防止伴随可动触头1和接头5之间产生电弧而使电弧电压降低。
实施例44图73是作为实施例44的开关将容器剖开的电路断路器处于闭合状态时灭弧部分的侧视图,图74是图73的电路断路器变为断开状态时的侧面图,图75是图73和图74的固定触头的平面图,图76是图75的固定触头的正面图,图77是图75的固定触头的斜视图。除了下面所述的可动触头1和固定触头4的关连结构外,其它结构和上述实施例1相同,所以,说明从略。
上述固定触头4整体安装固定在容器12上,将第3导体4d设置在比固定触点3的位置更靠近可动触头1的未设置可动触点2的一端、并且位于上述接头5的反方向的一边(可动触头1的转动支点14一边)。这时,在可动触点2和固定触点3接触、处于触点闭合状态时,第1导体4a全部位于该触点接触面的上方,并且在触点断开时还位于可动触头1的上方。
下面,详细说明上述可动触头1和上述固定触头4的关连结构。
首先,固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d整体地形成略呈U字形状,电源端的接头5与该U字形状的一端即上述第1导体4a的电源系统连接端的端部连接。固定触点3固定在与其相对的另一端U字形内侧即上述第2导体4e的上表面。此外,在上述固定触头4中,在位于上述固定触点3的固定面上方的连接导体(第1导体4a和第3导体4d)上设有狭缝40。
该狭缝40是为了不妨碍可动触头1相对上述第2导体4e上的固定触点3的开关动作而设置的。
在这样的固定触头4的第3导体4d的高度范围内,将可动触头1的转动中心14配置在与第3导体4d的上述狭缝40相对的外方位置。这样,上述可动触头1就可以通过上述狭缝40在触点开关方向转动。另外,上述可动触头1配置得不论是触点闭合状态还是触点断开状态该可动触头1的1a部分总是通过上述狭缝40同上述固定触头4相互交叠。
因此,在可动触头1的断开状态下,固定触头4的第1导体4a位于可动触点2的接触面的下方,并且位于可动触头1的1a部分的下方,该可动触头1的1a部分在该可动触头1从闭合位置到变为断开状态始终位于固定触头4的第1导体4a的下方。
另外,在触点断开状态下,在固定触头4的第1导体4a上,面对可动触点2的表面的部分披覆有绝缘物15。该绝缘物15由绝缘物15a和绝缘物15b、15c、15d构成,绝缘物15a将第1导体4a的上面绝缘;绝缘物15b、15c、15d将不妨碍可动触头1转动的第1导体4a上的狭缝40的内表面绝缘。
下面,说明其动作。
图78是可动触头1的闭合状态的动作说明图,在该闭合状态下,当流过短路电流等大电流时,可动触头1便不等待驱动机构的动作而开始转动,使可动触点2和固定触点3分离开,并在触点2、3之间产生电弧A,这些都和先有的情况相同。
图79是由于触点电磁排斥力的作用,可动触点2与固定触点3刚分离开之后的状态,在该状态下,可动触点2的接触面还处于第1导体4a的下方。其中,箭头表示电流。
在这种触点刚分离之后的状态,指向转动方向的强电磁力作用在可动触头1上。这是由于从电源端的接头5流进第1导体4a的电流如图中箭头所示的那样和流过可动触头1的电流方向相同,相互吸引,结果便有图中用粗箭头所示的方向向上的力F作用在可动触头1上,并且,流过固定触头4的第2导体4e的电流和可动触头1的电流方向相反,相互排斥,该排斥力也是使可动触头1向转动方向运动的作用力。
另外,流过固定触头4的第3导体4d的电流产生的磁场,对比第3导体4d靠近固定触点3的可动触头1的1a、1b部分也是作用方向向上的力F。因此,流过接头5→固定触头4的所有电流都对图79所示的刚分离开之后的可动触头上产生方向向上的转动力,于是,可动触头1便高速断开。结果,触点间距离即电弧长度急剧地增大,电弧电压也急剧地上升。
在图79的状态下,流过接头5和固定触头4的电流产生的磁场对触点2、3之间发生的电弧A作用的都是将上述电弧A向接头5方向拉伸的力F′。
也就是说,流过接头5和固定触头4的第1导体4a的电流的方向在图中是从右向左流动的方向。对于位于这种电流流动的第1导体4a下方的电弧A,便作用将该电弧A向接头5一侧拉伸的电磁力;而流过第2导体4e的电流的方向在图中是从左向右流动的方向,对于在该电流上方发生的电弧A也是作用将该电弧A向接头5方向拉伸的电磁力。另外,由于流过固定触头4的第3导体4d的电流和电弧A的电流方向相反,相互排斥,所以,电弧A也被向接头5一侧拉伸。
因此,电弧A被流过接头5和固定触头4的所有电流向上述接头5方向强烈地拉伸,电弧电压急剧地增大。
图80是可动触头1的最大断开状态,可动触头1在断开的过程中,如图示那样,该可动触头1部分地与固定触头4相互交叠,该可动触头1的1a部分始终位于固定触头4的第1导体4a的下方。因此,总是有同方向的力F继续对可动触头1的1a部分作用,使得断开速度不会降低,从而在短时间内可动触头1便可完成断开动作。
这样,便可获得可动触头1高束断开和强烈地拉伸触点2、3之间的电弧A的效果,因此,断开之后的电弧电压急剧地增大。
在短路电流这样的大电流电弧中,从触点表面的电弧根部沿垂直触点表面的方向喷出触点蒸发的金属蒸气流,现在知道,该蒸气流是电弧A的主要构成物。
如图80所示的那样,由于面对可动触点2的表面的第1导体4a被绝缘物15所绝缘,所以,从可动触点2的表面喷出的金属蒸气碰到绝缘物15后被冷却,使电弧电压上升。
另外,由固定触头4产生的将电弧A向接头5方向拉伸的电磁力也使电弧A接触到绝缘物15后被冷却。
图81是沿图80的A-A线的剖面图。图中,41是狭缝40左右两侧的第1导体4a和第2导体4e的各剖面的中心。
图82是根据理论计算求出的流过固定触头4的电流产生的磁场,在图81的Z轴上的磁场强度分布图,正方向的磁场是将电弧A向接头5方向拉伸的磁场分量(以下,称为电弧驱动磁场)。
如图81所示的那样,第1导体4a位于偏离可动触头1的转动平面的左右位置。
在这样的导体配置中,由于流过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,如图82所示,直到第1导体4a的上部空间(ZO区域)都存在将电弧A向接头5一侧拉伸的磁场分量即电弧驱动磁场。
因此,在第1导体4a的狭缝40的部分,电弧A也受到向接头5一侧拉伸的电磁力,被挤压到覆盖在该狭缝40顶头(靠近接头5一侧的狭缝40的端部内表面)部分的绝缘物15d上而受到冷却。结果,在触点刚分离开之后急剧地升高的电弧电压进一步增大,并且,可以维持高电弧电压,所以,可以减小电流峰值和通过的能量,从而可以获得具有优良限流性能的电路断路器。
实施例45在上述实施例44中,介绍了固定触头4的第1导体4a整体为水平形状的情况,但是,上述固定触点4也可以是图83所示的形状。
图83是实施例45的主要部分的侧视图,可动触头1处于断开的状态。
本实施例45的固定触头4,将第1导体4a靠近第3导体4d一侧的部分形成该第3导体4d一侧在斜上方而逐渐倾斜的倾斜导体4a′。
即,为了使第1导体4a的上方空间增大,并且使可动触头1的1a部分从触点闭合时到触点断开时始终处于构成固定触头4的第1导体4a的下方,将第1导体4a从中途向上方弯曲。
本实施例45的情况,不仅可以得到和上述实施例44相同的结果,而且,由于靠近接头5一边的第1导体4a的上方空间增长了,所以,可以增多灭弧板6的数量。结果,可动触头1断开时灭弧板6对电弧A的冷却作用增大,从而可以得到限流性能优良的电路断路器。
实施例46图84是实施例46的主要部分的侧视图。本实施例46的固定触头4将在上述实施例中略呈垂直形状态的第3导体4d形成倾斜状。这样,就使第2导体4e和第3导体4d的连接位置比第1导体4a和第3导体4d的连接位置更靠近接头5一侧。
本实施例46的情况,不仅可以得到和上述实施例45相同的效果,而且由于扩大了可动触头1的转动中心14和固定触头4的第3导体4d之间的空间,所以,为驱动可动触头1的驱动机构的设计提供了方便条件。
实施例47图85是实施例47的主要部分的侧视图。在本实施例47中,将固定触头4的第1导体4a和第2导体4e向可动触头1的转动中心14一边延长,并且使该转动中心14位于第1导体4a和第2导体4e之间(固定触头4的内部空间)。
即,在上述实施例46中使可动触头1的转动中心14位于固定触头4的第3导体4d的外侧,但是,如本实施例47那样,通过把可动触头1的转动中心14设置到固定触头4的内部空间,可以进一步加快上述可动触头1的断开速度,从而可以得到限流性能优良的电路断路器。当然,也可以得到和上述实施例46相同的效果。
实施例48图86(a)是实施例48的固定触头的正面图,图86(b)是图86(a)的侧视图,图86(c)是图86(b)的平面图,图87是该固定触头的斜视图。
本实施例48的固定触头4将上述实施例47中狭缝40两侧的第1导体去掉一边,只有单边的第1导体4a。
这样的固定触头4在可动触头1断开初期的电弧上半部分,该电弧的电流和上述单边第1导体4a的电流方向相同,所以,电弧被吸引到上述单边第1导体4a上,与覆盖该第1导体4a的绝缘物15强烈地接触后被冷却。因此,在上述断开初期,电弧电压便非常迅速地上升。
另一方面,当触点2、3分离开之后,可动触点2位于第1导体4a的上方时,在上述电弧的下半部分,电弧电流和上述单边第1导体4a的电流方向相反,相互排斥,所以,电弧远离开覆盖上述单边第1导体4a的绝缘物15,于是,从该绝缘物15发生的蒸气量减少,可以减小容器12内伴随电流增加引起的压力上升,从而可以防止压力对容器12的损伤。
也就是说,如本实施例48那样,如果只在相对可动触头1的转动面的左边或右边设置固定触头4的单边第1导体4a,则可得到限流性能优良、并且难于发生压力损伤容器12的固定触头4。
实施例49图88是实施例49的固定触头的斜视图,图89是可动触头与图88的固定触头处于闭合状态的侧面图,图90是图89变为断开状态的侧视图。
在本实施例49中,和上述各实施例的情况一样,在固定触头4上也设有为了不妨碍可动触头1转动的狭缝40。
但是,在本实施例49中,在固定触头4上将狭缝40从第1导体4a,通过第3导体4d一直形成到第2导体4e的固定触点3附近。这样,上述狭缝40的一端40a便设置到第2导体4e上,靠近上述固定触点3。这样的固定触头4和上述实施例48的情况一样,从第1导体4a到第3导体4d的中间,披覆上绝缘物15。
下面,说明本实施例49的动作。图91是用于动作说明的示出触点刚分离开之后的主要部分的侧视图。如前所述,如果固定触头4构成后,使第1导体4a位于固定触点3的表面上方,连接第2导体4e和第1导体4a的第3导体4d比固定触点3更靠近可动触头1的转动中心14一侧,则在触点刚分离开之后,流过构成固定触头4的所述导体的电流对位于第1导体4a下方的电弧A产生指向接头5方向的电磁力Fm。因此,电弧A被大大拉长,从而触点刚分离开之后电弧电压很快上升非常大的数值。
另外,达到图92所示的触点断开状态时,如前所述,由于从可动触点2的表面喷出的电极蒸气吹到覆盖固定触头4的第1导体4a的绝缘物15上被强烈制冷却的效果,和电弧A在强电磁力作用下被挤压到覆盖狭缝40靠近接头5一侧的内表面的绝缘物15c上而被冷却的效果,也能维持高电弧电压。
下面,说明上述实施例49中把狭缝40的一端40a设置到第2导体4e上的效果。
图93是和图77相同的固定触头的斜视图,图94是将图93的固定触头和可动触头处于闭合状态时的斜视图,在该图94中,省略了绝缘物15。
首先说明图93所示的设置在固定触头4上的狭缝40的一端40a位于第3导体4d上的情况。
由图可知,固定触头4的狭缝40在流过可动触头1的电流Ⅰ(图中的箭头)的周围形成环形电路C。
因此,如果随时间而变化的电流Ⅰ流过可动触头1时,就会由于电磁感应而在其附近的环形电路C中产生电动势。电动势的产生,是由通过以环形电路C为边界的曲面的磁通量随时间变化而引起的。
这里,由于狭缝40的一端40a位于第3导体4d上,而狭缝40的另一端40b位于第1导体4a上,所以,以环形电路C为边界的曲面包括与第3导体4d平行的狭缝面S2和与第1导体4a平行的狭缝面S1两部分。其中,与第3导体4d平行的狭缝面S2基本上和流过可动触头1的电流垂直,与该电流产生的磁通基本上平行。因此,可以不考虑流过可动触头1的电流产生的磁通与狭缝面S2的交链。另外,对于狭缝面S1,如果狭缝40相对流过可动触头1的电流是完全对称的,则由图95可知,也没有磁通与狭缝面S1交链。
图95是与图94的狭缝面S1垂直的剖面图,图中,41是狭缝40两侧的第1导体4a的中心,即环形电路C的中心,Ⅰ是可动触头1的电流的中心。电流Ⅰ产生的磁通B和中心Ⅰ是同轴的,如果狭缝40相对中心Ⅰ是对称的,则从下向上穿过狭缝面S1的磁通和从上向下穿过的磁通相等,所以,总体来说,与狭缝面S1交链的磁通等于零。
但是,通常,难于装配得使狭缝40相对可动触头1完全对称。另外,如大电流切断时那样,在大的作用力作用在可动触头1的过程中如图96所示的那样,可动触头1不可避免地相对狭缝40发生偏离。图97是这时与狭缝面S1垂直的剖面图,电流Ⅰ产生的磁通与狭缝面S1有交链。
这时。通过简单计算,可以估计出和狭缝面S1交链的磁通φ的大小和环形电路C中感应电流的大小。
图98是上述计算使用的模式图,用直线近似狭缝40的环形电路C和流过可动触头1的电流Ⅰ,该狭缝面S1和狭缝面S2的边长为D、H、L,计算中,如上所述,不计与狭缝面S2交链的磁通。设狭缝面S1面积元矢量为图98所示的dS。
图99是与狭缝面S1垂直的剖面图。其中,设第1导体4a的狭缝40两侧的导体中心41在X轴上,流过可动触头1的电流的中心在Y轴上,X轴和Y轴和交点为原点。另外,设电流Ⅰ的Y坐标为a(a<0),Y轴和狭缝40两侧导体的中心41之间的夹角分别为θ1(<0)和θ2(<0)。
这时,电流Ⅰ产生的与狭缝面S1交链的磁通φ为φ=∫B·ds(1)因图99的电流Ⅰ的方向不变化,所以,有B·ds=|B|sinθdxL(2)dx=-adθ/cos2θ (3)另外,因γ=-a/cosθ(4)所以,可得|B|=-μⅠcosθ/2πa(5)其中,μ为真空的磁导率。将(2)~(5)式式入(1)式,可得φ=∫2tgθdxμⅠL/2π(6)所以,有θ=-μⅠLlg(cosθ2/cosθ1)/2π(7)根据电磁感应定律,环形电路C中感应的电压Vc为Vc=-dφ/dt(8)
设电流Ⅰ的峰值为Ⅰp、角频率为ω的正弦交流电流,即Ⅰ=Ⅰpsinωt(9)将(7)、(9)式代入(8)式,可得Vc=μⅠpLωcosωtlg(cosθ2/cosθ1)/2π(10)环形电路的感应电流Ⅰc为Ⅰc=Vc/R(11)R是环形电路C的电阻,设电路的电阻率为ρ,截面积为S,则R=ρ2(D+L+H)/S(12)即使流过固定触头4的电流均匀地分开流入狭缝40两侧的导体,也会如上所述的那样,在环形电路C中产生感应电流,所以,狭缝40两侧的电流将产生不均衡。不均衡电流Ⅰu=Ⅰc,均衡电流Ⅰb=Ⅰ/2,不均衡电流与均衡电流之比为ⅠuⅠb∝Lcosωt/sinωt(13)由上述(13)式可知,t越小,不均衡电流的比率越大,因此,在可动触头1刚断开之后,即图91所示的状态时,流过固定触头4的狭缝40两侧的电流的不均衡性最大。因此,对电弧A作用的电磁力也产生很大的不均衡性,从而电弧A也偏离向接头5方向拉伸的方向。这时,第1导体4a和覆盖狭缝40的上述绝缘物15将局部地受到电弧A的损伤,从而发生绝缘击穿的危险性增加。由于难于预先预测这种偏离,所以,如果不加厚所有的绝缘物15,就不能防止固定触头4的绝缘击穿,这就使电极的设计受到很大的制约。
另一方面,本实施例49的固定触头具有图100所示形状的狭缝40,由于该狭缝40的一端40a位于第1导体4a上,所以,以狭缝40的周边环形电路C为边界的曲面不仅位于第1导体4a和第3导体4d上,而且也位于第2导体4e上。求这时的不均衡电流的模式图示于图101和图102。
在图101中,L1是第1导体4a的狭缝面S1的长度,L2是第2导体4e的狭缝面S2的长度。如图102所示的那样,连接可动触头1的电流的中心和第2导体4e的狭缝40两侧导体的中心的线与Y轴之间的夹角和相对第1导体4a的角度相同,设分别为θ1、θ2。
对这一模式进行和前面一样的计算,求不均衡电流的比率,可得Ⅰu/Ⅰb∝(L1-L2)cosωt/sinωt(14)这个结果说明,如果增大第2导体4e的狭缝面S3的长度L2,则可使不均衡电流减小。
因此,如本实施例49那样,把狭缝40的一端40a设置到第2导体4e上,具有减小流过固定触头4的狭缝40两侧的电流的不均衡性、使对电弧A作用的电磁力均匀的效果。结果,固定触头4的绝缘物15不会被电弧A造成局部损伤,从而可以防止固定触头4的绝缘击穿的危险性。
实施例50图103是使本发明的实施例50的固定触头与可动触头处于闭合状态时的侧视图。
本实施例50的固定触头4将第3导体4d形成倾斜形状,使第1导体4a和第3导体4d之间的夹角为锐角。
即,(14)式表明,为了减小不均衡电流,可以用与第2导体4e的狭缝面S3交链的磁通抵消与第1导体4a的狭缝面S1交链的磁通。
因此,如本实施例50那样,为了用与第3导体4d的狭缝面S2交链的磁通抵消与狭缝面S1交链的磁通,相对触点闭合时的接触面倾斜地设置第3导体4d,对减小不均衡电流也有效。
这时,如果使用以抵消与第1导体4a的狭缝面S1交链的磁通的狭缝面S2及S3的狭缝宽度比狭缝面S1大,则效果更佳。
实施例51图104是使实施例51的固定触头与可动触头处于断开状态的侧视图。
本实施例51的固定触头4将第3导体4d形成与上述实施例50的情况方向相反的倾斜形状,第1导体4a和第3导体4d之间的夹角为钝角,并且将第3导体4d设置得使包含流过第3导体4d的电流(图中箭头)的流线在内的与可动触头1开关时描绘的轨迹垂直的平面S在断开时和可动触头1不相交。此外,其它结构和上述实施例50相同。
在本实施例51中,刚断开之后的电弧也受到流过构成固定触头4的所有导体的电流产生的向接头5方向作用的强电磁力,所以,电弧电压上升得非常快。
图105是为了与实施例51对比而示例的电路断路器的侧视图。
如前所述,从大电流电弧的根部会与触点表面垂直地喷出金属蒸气流,但是,如图105那样,如果断开时可动触点2上的电弧的根部移动到可动触头1的前端方向,则从电弧根部喷出的金属蒸气流H将指向排气孔13的方向,从而高温的金属蒸气流H会直接向外部排放,非常危险。另外,绝缘物15对金属蒸气流H的强制冷却效果也减弱。在图105中,金属蒸气流H用点画线表示,电弧的电流路径A用虚线表示。
但是,在本实施例51中,如图104所示的那样,断开时可动触点2的表面,位于包含流过第3导体4d的电流的流线在内的平面S上面,在此领域内,流过第3导体4d的电流产生的磁场,产生将可动触点2上的电弧的根部向排气孔13的反方向即可动触头1的转动中心一侧拉伸的电磁力。
因此,断开时可动触点2上的电弧的根部难于向可动触头1的前端方向移动,如图106所示的那样,断开时可动触头1一侧的电弧A的根部容易停留在可动触点2上,从电弧A的根部喷出的金属蒸气流不会直接从排气孔13排放出动,所以,很安全。另外,如上所述,绝缘物15对吹到其上面的金属蒸气流的强制冷却效果也十分有效,可以维持更高的电弧电压。
实施例52图107是实施例52的主要部分的侧视图,在本实施例52中,与上述实施例51相反,将第3导体4d设置得使包含流过固定触头4的第3导体4d的电流(图中箭头)的流线在内的与可动触头1开关时描绘的轨迹垂直的平面S在断开时和可动触头1相交。其它结构和上述实施例51相同。
在本实施例52中,在大电流切断时,刚断开之后的电弧也受到流过构成固定触头4的所有导体的电流产生的向接头5方向作用的强电磁力,所以,电弧电压上升得非常快。另外,断开时由于从可动触点2喷出的金属蒸气流吹到绝缘物15上以及电弧被强电磁力挤压到绝缘物15上,所以,同样也可以维持高电弧电压。
另外,在本实施例52中,在小电流切断时,可动触点2的表面位于包含第3导体4d的电流流线在内的平面S的下方。在这个区域内,第3导体4d的电流对可动触点2上的电弧的根部向可动触头1的前端方向产生驱动的甩磁力。
因此,如图108所示的那样,可动触头1一侧的小电流电弧的根部常常被可动触点2上驱动到可动触头1的前端方向,所以,伸得很长,从而可以提高小电流的切断性能。
实施例53图109是实施例53的主要部分的侧视图,图示的是可动触头1仅在驱动机构(如图1的驱动机构8相同)作用下的断开状态,图110是在大电流切断时可动触头1受到电磁排斥力达到的最大断开状态的侧视图。
在本实施例53中,将第3导体4d设置得使包含流过固定触头4的第3导体4d的电流(图中箭头)的流线在内的与可动触头1开关时描绘的轨迹垂直的平面S,如图109所示的那样,与仅在驱动机构作用下断开的可动触头相交,并且,如图110所示的那样,与在电磁排斥力作用下达到最大断开状态的可动触头1不相交。其它结构和上述实施例相同。
在本实施例53中,大电流切断时,刚分离开之后,电弧也受到流过构成固定触头4的所有导体的电流向接头5方向拉伸的强电磁力,所以,电弧电压上升得非常快。另外,如图110那样,大电流切断时,由于电磁排斥力和电弧压力的作用,可动触头1断开到最大限度,所以,第3导体4d产生的磁场在可动触点2的表面,成为使可动触点2上的电弧的根部停留在该处的电磁力。
结果,如上述实施例51所述的那样,由于从电弧根部喷出的高温金属蒸气流不会排放到外部,所以很安全,并且绝缘物15可以对金属蒸气进行理想的强制冷却,从而可以维持高电弧电压。
另外,在小电流切断时,由于可动触头1仅在驱动机构作用下断开,所以,如图109那样,第3导体4d产生的磁场在可动触点2的表面形成将电弧的根部向可动触头1的前端驱动的电磁力。结果,如前所述,电弧被拉伸很长,提高了小电流切断性能。
因此,按照本实施例53,大电流切断时可以防止金属蒸气流向外部排放,维持高电弧电压,并且,也提高了小电流切断性能。
实施例54图111是实施例54的固定触头的斜视图,图112是图111的平面图,图113是可动触头刚断开之后的侧视图。
本实施例54的固定触头4使第2导体4e具有向固定触点3的相反方向延长的外向导体40e,使第3导体4d具有同该外向导体40e的两侧端40e′连接成一体的从该第3导体4d整体地延长的延长导体40d。并且,使包含流过上述第2导体4e的外向导体40e的电流流线在内的与可动触头1开关时描绘的轨迹垂直的平面位于固定触点3的表面的下方。
在本实施例54中,大电流切断时,如图113所示的那样,刚分离开之后,电弧A也受到流过构成固定触头4的所有导体的电流向接头5方向拉伸的强电磁力,所以,电弧电压上长升得非常快。另外,在断开状态下,由于从可动触点2喷出的金属蒸气流吹到绝缘物15上以及电弧被强电磁力挤压到绝缘物15上,所以,同样也可以维持高电弧电压。
另外,在本实施例54中,流过向第2导体4e的固定触点3的相反方向延伸的外向导体40e的电流可以增强上述固定触点3的上方空间的电弧驱动磁场。
图114是沿图113的B-B线的简略剖面图,图中示出了第2导体4e的外向导体40e和第3导体4d的延长导体40d的中心。图中,P表示接合表面,S是包含流过上述外向导体40e的电流在内的与可动触头1的开关时的轨迹垂直的平面。
这里,设从P点到外向导体40e的中心的垂线长度为l,从P点到延长导体40d的垂线和到上述外向导体40e的垂线之间的夹角为θ。设以把P点的电弧向接头5一侧驱动的磁场为正,则P点的磁场Bp为Bp∝μⅠ(l-cos2θ)/2πl (15)因此,通过把固定触头4的第2导体4e向固定触头3的相反方向延伸,可以增强将上述固定触头3的上方空间的电弧A向接头5方向拉伸的电磁力。
图115是上述实施例54的固定触头的变形例的侧视图,图116是该固定触头别的变形例的侧视图,图117是图116的平面图。
上述实施例54的固定触头4也可以如图115所示的那样,把第3导体4d形成倾斜形状。另外,也可以如图116、图117所示的那样,使外向导体40e进一步延长,不论哪种情况,都可以获得很好的效果。
图118是上述实施例54的固定触头的另一变形例的侧视图,该变形例的固定触头4将第1导体4a和第3导体4d只设置在一边,这样的结构也具有同样的效果。
实施例55图119是实施例55的主要部分在触点闭合状态时的侧视图,图120是图119中的固定触头的斜视图。
在本实施例55中,在可动触头1的自由端设有指向固定触头4的固定触头3的向下弯曲的突出部11,将可动触点2固定在该突出部11的下面。
另外,在固定触头4上,在第1导体4a上设有容许上述可动触头1的突出部11通过的开口42,以使第3导体4d确保与可动触头1开关时的轨迹最靠近的部分的电流通路。其它结构和上述实施例相同,所以,说明从略。
在本实施例55中,在大电流切断时,刚开始分开之后的电弧A也受到流过构成固定触头4的所有导体的电流向接头5方向作用的强电磁力,所以,电弧电压上升得非常快。另外,在断开状态时,由于从可动触点2喷出的金属蒸气流吹到绝缘物15上以及电弧被强电磁力挤压到绝缘物15上,所以,同样也可以维持高电弧电压。
图121是实施例55在刚断开之后主要部分的侧视图,图122是图121变为最大断开状态的主要部分的侧视图。
在本实施例55中,如图121所示的那样,在刚分离开之后,产生将电弧A向接头5方向拉伸的电磁力的第3导体4d的电流在最靠近电弧A的部分流动。即,由于第3导体4d确保了与可动触头1开关时的轨迹最靠近部分的电流通路,所以,可以得到更大的拉伸电弧A的电磁力Fm。
另外,由于在固定触头4的第3导体4d上没有开口,所以,电弧A产生的压力不会泄漏,从而由于压力Fp的作用也具有将电弧A向接头5方向拉伸的效果。在图122所示的断开状态下,由于压力Fp不会从固定触头4的第3导体4d方向泄漏,所以,电弧A由于压力Fp的作用而向上方喷射,从而可以进一步提高电弧电压。
图123是实施例55的变形例的固定触头的斜视图,该变形例的固定触头4将第3导体4d形成宽度比第1导体4a窄的形状,这样,电流在第3导体4d形成的电流通路(最靠近电弧的电流通路)中更集中。因此,按照该变形例,在第3导体4d最靠近可动触点2的开关轨迹的部分将电流集中。
实施例56图124是作为实施例56的开关,将容器剖开的电路断路器的闭合状态时灭弧部分的侧视图,图125是图124的电路断路器变为断开状态的侧视图,图126是包含图124和图125中的灭弧侧板的固定触头的平面图,图127是图126的正面图,图128是图126的斜视图。
除了下面所述的可动触头和固定触头的关连结构外,其它皆和上述实施例相同,说明从略。
上述固定触头4安装在容器12上,使第3导体4d位于比固定触点3的位置更靠近可动触头1未固定着固定触头2的一端,并且与上述接头5相对(可动触头1的转动支点14一侧)。这时,第1导体4a在可动触点2同固定触点3接触的触点闭合状态时全部位于该触点接触面的上方,并且,在触点断开时,也位于可动触头1的上方。
下面,进一步详细说明上述可动触头1和上述固定触头4的关连结构。
首先,固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d整体形成略呈U字形状,电源端的接头5与该U字形的一端即上述第1导体4a的电源系统接续端的端部连接。另外,将固定触点3固定在与其相对的另一端的U字形状的内侧即上述第2导体4e的上表面。在上述固定触头4上,在位于上述固定触点3的固定面上方的连接导体(第1导体4a和第3导体4d)上还设有狭缝40,如图126~图128所示。
该狭缝40是为了不妨碍可动触头1相对上述第2导体4e上的固定触点3的开关动作而设置的。
在这样的固定触头4的第3导体4d的高度范围内,将可动触头1的转动中心14配置在与第3导体4d的上述狭缝40相对的外方位置。这样,上述可动触头1便可通过上述狭缝40在触点的开关方向转动。
另外,在上述固定触头4的上述狭缝40的内部两侧设有左右两块灭弧侧板7。这两块灭弧侧板7在上述狭缝40的内部两侧将上述可动触头1开关动作时的轨迹面夹在中间,并且保持这样的间隔,相互平行,以这种平行间隔的状态立在第1导体4a的上方。
在设置这种灭弧侧板7的固定触头4中,由上述灭弧侧板7将第1导体4a的狭缝40的内表面和上述第1导体4a上的位于灭弧侧板7外侧部位的上表面部分同可动触点2的表面隔开。其余的从可动触点2的表面看到的第1导体4a的部分即第1导体4a上的狭缝40靠近接点5一侧的内表面和上表面用绝缘物15披覆。该绝缘物15由覆盖第1导体4a的上表面的绝缘物15a和覆盖狭缝40的内表面的绝缘物15b构成。
在图124和图125中,省略了图1所示的驱动机构8和操作手柄9等。
下面,说明其动作。
当流过短路电流等大电流时,可动触头1不等待驱动机构的动作便开始转动,使可动触点2同固定触点3分离开,同时,在触点2、3之间产生电弧A,这些都和先有的情况一样。
图129是触点刚分离开之后状态的动作说明图,图130是沿图129的A-A线的剖面图。在这种触点刚分离开之后的状态下,可动触点2的接触面还处于固定触头4的第1导体4a的下方。图中,箭头表示电流。
在此状态下,从接头5到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径全位于电弧A的上方。结果,该电流路径产生的对电弧A作用的电磁力就是将电弧A向接头5方向拉伸的作用力。
另外,流过固定触头4的第3导体4d的电流和电弧A的电流方向相反,所以,流过上述第3导体4d的电流产生的电磁力也是向接头5方向拉伸的作用力。
因此,流过上述固定触头4的电流产生的电磁力都是将电弧A向接头5方向拉伸的作用力Fm,结果,可以得到非常强的电弧驱动磁场。
在本实施例中,如图130所示的那样,在可动触点2和固定触点3之间产生的电弧A被夹在左右两块灭弧侧板7之间。因此,电弧A不能向两侧扩展,限制了这个方向的截面积。另一方面,如图129所示的那样,由于指向接头5方向的强电磁力Fm对电弧A作用,所以,可动触头2和固定触头3之间的电弧A也难于向接头5的相反方向扩展。
也就是说,利用电磁性的障壁有效地促进了灭弧侧板7对电弧A的截面积的限制作用。另外,由于和灭弧侧板7接触的部分失去热量,所以,电弧A受到冷却。如上所述,由于和灭弧侧板7将电弧A夹在中间,所以,电弧发生的区域的压力上升,通过该压力强制地挤压可动触点2,从而可以增大可动触头1的断开速度。
结果,触点刚分离开之后的电弧A被强烈地拉伸,并且截面积受到限制后被冷却,同时,触点2、3之间的距离也迅速地增大,所以,电弧电压急剧地升高。
图131是图129中的可动触头达到最大断开状态时的侧视图。在短路电流这样的大电流电弧中,从触点表面的电弧根部沿触点表面的垂直方向喷出触点蒸发的金属蒸气流,现在知道,该蒸气流是电弧A的主要构成物。
如图131所示的那样,由于面对可动触点2的表面的第1导体4a被绝缘物15所绝缘,所以,从可动触点2的表面喷出的金属蒸气碰到绝缘物15后而被冷却,从而可以提高电弧电压。
另外,对于固定触头4的第1导体4a下方的电弧A,有强烈的电弧驱动磁场产生的电磁力Fm再作用,而在第1导体4a的狭缝40部分,如下所述,也存在电弧驱动磁场。
图132是沿图131的B-B线的剖面图,图中省略了灭弧侧板7。图中,41是狭缝40左右两侧的第1导体4a和第2导体4e的各剖面的中心。
图133是根据理论计算求出的流过固定触头4的电流产生的磁场在图132的Z轴上的磁场强度分布图,正方向的磁场是将电弧A向接头5方向拉伸的磁场分量(以下,称为电弧驱动磁场)。
如图132所示的那样,第1导体4a位于偏离可动触头1的转动平面的左右两侧位置。
在这种导体配置中,由于流过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,如图133所示,直到第1导体4a的上部空间区域ZO都存在将电弧A向接头5方向拉伸的电弧驱动磁场。
因此,电弧A从固定触点3到第1导体4a的某处的上方受到指向接头5方向的强电磁力,被挤压到覆盖狭缝40的内表面的绝缘物15b上而被冷却。结果,在触点刚分离开之后,急剧升高的电弧电压进一步增大,并且可以维持高电弧电压,所以,可以减小电流峰值和通过的能量,从而可以得到具有优良限流性能的电路断路器。
另外,如本实施例56那样,如果使可动触点2在断开状态下不能到达灭弧侧板7的上方,则即使可动触点2达到固定触头4的第1导体4a的上方,处于最大断开状态,第1导体4a上方的电弧A也被夹在灭弧侧板7的中间,所以,对这部分电弧A,灭弧侧板7也有限制电弧A的截面积和冷却的效果,此外,由于可动触头1的下方空间的压力也上升,对可动触头1作用上推的力,所以,可动触头1的断开速度不会减小,从而可以进一步提高限流性能。
实施例57图134是本发明实施例57的电路断路器的电极的侧视图。在本实施例57中,处于闭合状态时流过第2导体4e部分的电流实际上和流过可动触头1的电流基本上平行反向。
采用这样的结构时,第2导体4e的电流路径的将电弧A向接头5方向拉伸的电磁力增大,并且,在闭合状态时在可动触头1和固定触头4的第2导体4e之间作用电磁排斥力,所以,可动触头1的转动速度增大,触点刚分离开之后的电弧长度迅速增长,从而电弧电阻急剧增大,进一步提高限流性能。
另外,如本实施例57(图134)那样,使在闭合状态时流过可动触头1的1a部的电流实际上位于固定触头4的第1导体4a的下方,则可动触头的1a部和固定触头4的第1导体4a的电流方向相同,相互吸引,所以,使可动触头1的转动速度加快。结果,断开初期的触点间距离即电弧长度增长得很快,从而提高了限流性能。
实施例58图135(a)是实施例58的电路断路器的电极的侧视图,图135(b)是图135(a)省略可动触头的正面图。
本实施例58的特征在于覆盖固定触头4的第1导体4a的绝缘物15的形状。
即,本实施例58的绝缘物15由绝缘物15a、内面绝缘物15b和垂下延长绝缘物15c构成,绝缘物15a将第1导体4a的表面覆盖到狭缝40的顶头(靠近接头5一侧的狭缝端部)附近;内面绝缘物15b覆盖两侧灭弧侧板7之间的狭缝40的内表面;垂下延长绝缘物15c是将内面绝缘物15b继续向下延长的部分。
这样构成绝缘物15时,第1导体4a下方的电弧A,被固定触头4的强磁场和左右两边的灭弧侧板7以及垂下延长绝缘物15c从四面包围起来,所以,电弧A的截面积非常小,灭弧侧板7和绝缘物15c的冷却效果也很高。另外,在触点刚分离开之后,第1导体4a的下方空间三面被围,所以,压力也容易上升,随着压力上升,将可动触头1向上推的作用力增大,从而也提高断开速度。
实施例59图136是实施例59的电路断路器的电极的侧视图。
本实施例59的特征在于达到最大断开状态时可动触头1的前端1b伸到灭弧侧板7的上方。
采用这样的结构时,在负载电流等小电流切断时,电弧A使灭弧侧弧板7之间的空间内的压力上升,所以,可动触点2附近的电弧A受到方向指向灭弧侧板7之外的压力Fp,使得可动触点2上的电弧A的根部容易移动到可动触头1的前端1b。结果,电弧A造成的可动触点2的消耗减少,并且,由于增大了电弧A的长度,所以,可以提高切断性能。
实施例60图137是实施例60的电路断路器的电极的侧视图。
本实施例60的特征在于灭弧侧板7的形状。本实施例60的灭弧侧板7,使位于固定触头4的第1导体4a上方的升高边7a在最大断开状态时比可动触点2更靠近可动触头1的转动中心14一侧,并且,将从断开时的可动触点2看到的第1导体4a的上表面被绝缘物15的一部分15d绝缘起来。
采用这样的结构时,当可动触头1达到最大断开状态时,在第1导体4a的上方,由于灭弧侧板7之间的空间内的压力Fp的作用,电弧A将被吹到设有灭弧侧板7的空间,即更靠近接头5一侧的空间。另外,再加上第1导体4a的下方空间的压力作用,从而使电弧A被拉伸。结果,第1导体4a上方的电弧长度增大,电弧电压也增大,所以,限流性能提高。
另外,在第1导体4a上方的两块灭弧侧板7之间,长时间内没有电弧A,所以,电弧A造成的对灭弧侧板7的损伤少,并且,表面的绝缘击穿强度也很少减小。
因此,难于通过可动触点2和固定触点3之间的灭弧侧板7的表面引起绝缘击穿,从而也可以提高切断性能。
实施例61图138(a)是实施例61的电路断路器的电极的侧视图,图138(b)是沿图138(a)的C-C线的剖面图。
在本实施例61中,将灭弧侧板7的上方突出部形成得使可动触头1的可动触点2在最大断开状态时不处于上述灭弧侧板7之间,在图示例中,在上述灭弧侧板7的上方突出部形成倾斜部7b。
这样,由于在最大断开状态时可动触点2突出到灭弧侧板7的上方,所以,为了使从可动触点2喷出的金属蒸气流不与该灭弧侧板7外侧的第1导体4a的上表面接触,在上述绝缘物15上设有覆盖第1导体4a的狭缝40两侧上表面的15d部分。
在断开的过程中,可动触头1从第1导体4a的旁边通过,所以,受流过第1导体4a的电流产生的电磁力的影响很大,同时,也受到第1导体4a的下方空间的压力作用。因此,由于压力及电磁力的少许不均衡,在图138(b)上,可动触头1在断开的过程中就会左右摆动,从而在断开时可动触点2有可能与左边或右边的灭弧侧板7接触。与电弧A接触过的灭弧侧板7的表面的绝缘击穿强度减小得很大,所以,在可动触点2与灭弧侧板7接触的状态下,可动触点2和固定触点3之间不绝缘,所以,不能切断电路的危险性很大。另外,即使在断开时可动触点2不与灭弧侧板7接触,如果可动触点2和灭弧侧板7之间的绝缘距离短,可动触点2和固定触点3之间也会通过灭弧侧板7的表面发生绝缘击穿,从而不能获得可靠的切断性能。
但是,按照上述实施例61,在断开状态下可动触点2不处于灭弧侧板7之间,所以,即使可动触头1发生左右摆动,可动触点2也不会与灭弧侧板7接触。另外,还可以增大可动触点2和灭弧侧板7之间的绝缘距离。因此,没有上述不能切断电路的危险性,提高了限流性能和切断性能。
图139是具有实施例61的灭弧侧板变形例的电路断路器的侧视图。
该变形例的灭弧侧板7使从第1导体4a开始的升高部最靠近可动触头1的转动中心14一侧,并且在断开状态时可动触头1处于灭弧侧板7之间,而可动触点2不处于灭弧侧板7之间。
采用这样的结构时,由于在断开状态时可动触点2不处在灭弧侧板7之间,所以,可以得到和实施例61相同的效果。此外,由于在断开状态时可动触头1上比可动触点2更靠近转动中心14一侧的部位处于灭弧侧板之间,所以,压力Fp将增大将电弧A向接头5方向拉伸的作用力。
实施例62图140是实施例62的电路断路器的侧视图,图141是图140的正面图,在图141中,省略了图140中的可动触头1。
在本实施例62中,灭弧侧板7的上边缘不超过固定触头4的高度范围。此外,在绝缘物15上,设有覆盖在处于断开状态时从可动触点2喷出的金属蒸气流能接触到的第1导体4a的狭缝40两侧上表面的绝缘物15d。
采用这样的结构,在刚断开之后,电弧A也和上面所述的那样,由于灭弧侧板7的作用和电弧驱动磁场的作用,可以发生高电弧电压。
也就是说,当可动触点2离开到第1导体4a的上方时,与第1导体4a的下方空间的压力相比,第1导体4a的上方空间由于电弧A不处在灭弧侧板7之间,压力不升高,结果,电弧A由于上述下方空间的压力Fp的作用,被向上方拉伸。此外,由于第1导体4a的下方空间的压力容易向上方作用,并且灭弧侧板7的面积(受压面积)很小,所以,作用在该灭弧侧板7上的力不大,灭弧侧板7的机械强度不必太大。
另外,如前所述,从可动触点2喷出的金属蒸气吹到覆盖第1导体4a的绝缘物15上后被冷却。这时,由于在第1导体4a的上方没有灭弧侧板7,所以,从可动触点2喷出的金属蒸气也会吹到第1导体4a的狭缝40两侧上面的绝缘物15d方向,不会只集中在覆盖狭缝40的靠近接头5一侧的绝缘物15a上。
因此,电弧A对绝缘物15a的损伤很小。另外,由于受固定触头4的电磁力作用,被挤压到第1导体4a的狭缝40靠近接头5一侧的绝缘物15b上被强制地冷却,所以,和上述实施例一样,可以维持高电弧电压。并且,即使可动触头1在断开状态发生左右摆动,可动触点2也接触不到灭弧侧板,所以,不会发生上述不能切断电路的情况。
图142是实施例62的变形例的电路断路器的侧视图。
在该变形例中,由于上述实施例62的灭弧侧板7的上端不超过固定触头4的高度范围,所以,容易将灭弧板6配置到该固定触头4的第1导体4a的上方空间,这样配置灭弧板6后,可以进一步提高切断性能。
实施例63图143是实施例63的电路断路器的电极的侧视图。
在本实施例63中,将灭弧侧板7设置得使固定触头4的第1导体4a下方靠近接头5一侧的空间不夹在灭弧侧板7之间。另外,本实施例63的灭弧侧板7将接头5一侧的端部7e形成直角。
按照本实施例63,由于在断开初期或图示的断开状态下固定触点3的附近空间夹在灭弧侧板7之间,所以,压力上升,在该上升压力Fp的作用下,电弧A向接头5一侧拉伸,从而可以提高断开初期电弧电压的上升速度或断开时电弧A被强烈地向绝缘物15b驱动而提高电弧电压。
图144是实施例63的变形例的电路断路器的电极侧视图,在该变形例中,将灭弧侧板7的接头5一侧的端部7e形成如图所示的倾斜形状,可以得到和实施例63相同的效果。
实施例64图145(a)是实施例64的电路断路器的电极的侧视图,图145(b)是图145(a)的正面图。
本实施例64和上述实施例62~实施例63的情况一样,在灭弧侧板7不超过固定触头4的高度范围的电路断路器中,将覆盖第1导体4a的狭缝40靠近接头5一侧的内表面的绝缘物15b向下方延长,形成垂下延长绝缘物15c。
按照本实施例64,由于第1导体4a下方的电弧A受到指向接头5方向的强电磁力作用,所以电弧A被挤压到绝缘物15的垂下延长绝缘物15c上被强制地冷却,提高了冷却效果。另外,由于第1导体4a被上述绝缘物15c从接头5方向挡住,所以,两侧的灭弧侧板7对电弧截面积的限制效果更有效。
实施例65图146(a)是实施例65的电路断路器的电极的侧视图,图146(b)是沿图146(a)的D-D线的剖面图。
在本实施例65中,使灭弧侧板7的上端不超过固定触头4的高度范围,而该灭弧侧板7的下端位于固定触点3的下方。
通过这样构成的灭弧侧板7,在图示的断开初期,在固定触头4的第1导体4a下方的空间,由电弧A生热而产生的压力不会从上述灭弧侧板7的下侧泄漏,因此,压力升高。结果,向上挤压可动触头1的压力增大,从而可以增大断开初期可动触头1的断开速度。
另外,如前所述,在固定触头4的第1导体4a的下方空间,向接头5方向作用的电磁力很强,所以,电弧A不会向相反方向即可动触头1的转动中心14一边运动,并且,如实施例10那样,由于压力不会从灭弧侧板7的下侧泄漏,所以,将电弧A向接头5方向挤压的力很大。在这个力的作用下,电弧A向接头5方向拉伸得很长,电弧电压的初期上升速度很大,另外,在断开时,只成为将电弧A向绝缘物15的内表面绝缘物15b挤压的作用力,所以,也提高了冷却效果。
图147(a)是图146(a)和图146(b)的变形例的电路断路器的电极侧视图,图147(b)是沿图147(a)的E-E线的剖面图。
在该变形例中,使灭弧侧板7的下端与第2导体4e的上表面接触,同时,使第2导体4e的宽度大于上述灭弧侧板7之间的间隔。这样,便可防止压力从上述灭弧侧板7下端泄漏。
实施例66图148是实施例66的电路断路器的电极的侧视图,图149是沿图148的F-F线的剖面图。
在本实施例66中,和上述实施例65的情况相反,使灭弧侧板7的下端位于固定触点3的上方。即,在两侧灭弧侧板7的下端和固定触头4的第2导体4e之间留有间隙S。
通过采用这样的结构,固定触头4的第1导体4a下方空间的压力可以从灭弧侧板7下端的间隙S泄漏,因此,可以抑制上述下方空间的压力上升。结果,作用在灭弧侧板7上的压力减小,从而可以降低灭弧侧板7所需要的机械强度。另外,即使在电流切断时灭弧侧板7表面的绝缘击穿强度小,试图通过灭弧侧板7的表面将固定触点3与可动触点2之间击穿,也由于将可动触点3和灭弧侧板7之间的绝缘距离增大了,所以不会发生绝缘击穿,提高了切断性能。
图150是实施例66的变形例的电路断路器的电极侧视图。在该变形例中,通过将灭弧侧板7靠近固定触点3的一侧形成斜边7f,使固定触点3与灭弧侧板7的下端之间的距离越靠近接头5一侧越大。
由于固定触头4产生的电磁力的作用,电弧A向接头5一侧移动,所以,电弧A对灭弧侧板7的损伤在接头5一侧大。因此,接头5一侧的灭弧侧板7表面的绝缘击穿强度容易减小。
因此,如果采用本变形例那样的结构,在灭弧侧板7表面绝缘恶化少的部分,灭弧侧板7的下端接近固定触点3的高度,可以最大限度地发挥灭弧侧板7的电弧冷却效果和截面积限制效果,而表面的绝缘恶化大的灭弧侧板7的下端远远高于固定触点3,绝缘距离很大,所以,可以提高限流性能和切断性能。
实施例67图151是实施例67的电路断路器的电极的侧视图,图152是沿图151的G-G线的剖面图。
在本实施例67中,在靠近接头5一侧和与其相反的一侧,两侧灭弧侧板7之间的距离(以下称为幅度)不同。
即,在两侧的灭弧侧板7之间,如图152所示,使与断开动作时可动触点2的轨迹相对的部分形成幅窄部70a,比该幅窄部70a靠近接头5一侧的部分形成幅宽部70b,设上述幅窄部70a的宽度为L,上述幅宽部70b的宽度为M,则L<M。
这样构成灭弧侧板7时,由于刚断开之后触点2、3之间发生的未达到大电流之前的小电流电弧A处于灭弧侧板7的上述幅窄部70a的狭窄空间内,所以,容易受到上述那样的灭弧侧板7的作用效果。由于该作用效果和固定触头4的强电弧驱动磁场的作用,电弧电压上升得很快。
当可动触头1进一步断开时,夹在两侧灭弧侧板7之间的空间的压力Fp和固定触头4的第1导体4a下方的电弧A被固定触头1产生的强电弧驱动磁场进一步向灭弧侧板7的幅宽部70b之间的空间驱动。一旦电弧A进入上述灭弧侧板7的幅宽部70b之间的空间,电弧A就难于从该幅宽部70b回到上述幅窄部70a的空间。结果,电弧A很容易被拉长,并且容易保持该状态,所以,可以发生并维持高电弧电压。
另外,在第1导体4a的下方空间,电弧A处于灭弧侧板7的幅宽部70b之间的空间时,由于该空间大,压力上升小,并且从电弧A到上述灭弧侧板7的幅宽部70b的距离也增大,所以,上述灭弧侧板7的幅宽部70b与电弧A接触的表面的损伤也少。结果,对灭弧侧板7的机械强度及耐电弧性的条件的要求可以放宽。
图153是实施例67的变形例的电路断路器的电极的侧视图,图154是图153的平面图。该变形例是将上述实施例67的灭弧侧板7的高度改为不超过固定触头4的第1导体4a的情况,可以得到和上述实施例67相同的效果。
实施例68图155是实施例68的电路断路器的电极的侧视图,图156是沿图155的H-H线的剖面图。
在本实施例68中,灭弧侧板7的幅窄部70a和幅宽部70b同上述实施例67的情况相反。
即,如图156所示,将与断开动作时可动触点2的轨迹相对的灭弧侧板7的部分形成幅宽部70b,而将比该幅宽部70b靠近接头5一侧的上述灭弧侧板7的部分形成幅窄部70a。
这样,固定触头4的第1导体4a下方空间的电弧A受到固定触头4产生的强电弧驱动磁场的电磁力Fm。因此,触点2、3之间发生的处于灭弧侧板7的幅宽部70b间宽阔空间的电弧A便被挤压进上述灭弧侧板7的幅窄部70a之间的狭窄空间。
通过,由于狭窄空间的压力大,难于将电弧保持在狭窄空间。
但是,如本发明那样,存在很大的电弧驱动磁场的电磁力Fm时,一开始便可将电弧A挤压到上述灭弧侧板7的幅窄部70a之间的狭窄空间。被挤压到该狭窄空间的电弧A进一步受到上述那样的灭弧侧板7的作用效果,所以,可以发生高电弧电压。
图157是实施例68的变形例的电路断路器的电极的侧视图,图158是图157的平面图。
在本实施例中,使灭弧侧板7的高度不超过固定触头4的第1导体4a。另外,如图158所示的那样,上述灭弧侧板7为一整体结构,在该灭弧侧板7上形成一个横向凸状的切口70,由该切口70连续地形成幅宽部70b和幅窄部70a,在这种结构的情况下,也可以获得同样的效果。
图159是具有实施例68的其它变形例灭板侧板的固定触头的平面图,在该变形例中,将图158所示的灭弧侧板7的幅窄部70a形成靠近接头5的一侧呈逐渐尖锐的V字形状,这时,可以得到和实施例68相同的效果。
图160是具有实施例68的别的变形例灭弧侧板的固定触头的平面图,在该变形例中,和图159的情况相反,将灭弧侧板7的幅窄部70a形成靠近接头5的一部宽度逐渐增大的形状,这时也可以获得同样的效果。
图161(a)是实施例68的变形例的电路断路器的电极侧视图,图161(b)是沿图161(a)的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图,图161(c)是图161(a)的平面图。
在该变形例中,将灭弧侧板7的幅窄部70a形成在接头5一侧的上部,这种情况也可以获得同样的效果。
本发明的灭弧侧板7和绝缘物15可以使用无机或有机绝缘物质。使用无机绝缘物时,可以减少与电弧接触面的损伤。另外,使用有机绝缘物时,与电弧接触的面将释放出大量的分解气体,对电弧的冷却效果非常大。在有机绝缘物中,三聚氰酰胺苯酚系列还可以释放出灭弧性气体,并且表面不会发生绝缘恶化,所以,如果用三聚氰酰胺苯酚系列的有机物构成灭弧侧板7或绝缘物15,可以进一步提高限流性能和切断性能。
实施例69下面,参照

实施例69。图162是作为实施例69的开关,在容器的剖面上表示的电路断路器处于闭合状态时灭弧部分的侧视图,图163是图162的电路断路器变为断开状态时的侧视图。
本实施例的结构除了可动触头1和固定触头4的关连结构外,和上述各实施例相同,所以说明从略。
上述固定触头4安装在容器12上,使第3导体4d位于可固定触点3的位置靠近可动触头1的未固定着可动触点2的另一端,并且位于上述接头5的对面一侧(可动触头1的转动支点14一侧)。这时,第1导体4a在可动触点2同固定触点3接触的触点闭合状态时全部位于该触点接触面的上方,并且在触点断开时位于可动触点2的接触面的下方。
其中,和固定触头4连接的接头5位于固定触点3的接触面的上方。
另外,利用第1导体4a和第3导体4d将固定着固定触头4的固定触点3的第2导体4e和接头5相连接。第1导体4a全部位于固定触点3的接触面的上方,将第3导体4d和第1导体4a在比固定触点3的位置靠近转动支点14的一侧相连接。
16是灭弧板,该灭弧板16配置在第1导体4a的下方。为了不妨碍可动触头1的转动和可动触点2与固定触点3的接触、分离,该灭弧板16上设有切口16a(参见图170)。
由图170可知,上述灭弧板16的切口16a可以形成各种形状。
在另一边的灭弧板16上,也设有为了不妨碍上述可动触头1的转动的切口(图中未示出)。在图162和图163中,省略了图1所示的先有的电路断路器中的驱动机构8和手柄9以及负载端的接头10,当然,这些部件都装在容器12内。
图164(a)、(b)是实施例69的固定触头的斜视图。图164(a)所示的固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d整体地形成略呈U字形的形状,电源端的接头5和该U字形的一端即上述第1导体4a的电源接续端的端部连接。另外,固定触点3固定在其对面一端U字形的内侧即上述第2导体4e的上表面。在上述固定触头4上,在位于上述固定触点3的固定面上方的连接导体(第1导体4a和第3导体4d)上,还设有为了不妨碍可动触头1相对第2导体4e上的固定触点3的开关动作的狭缝40。
在图164(b)中,15是绝缘物,该绝缘物15将上述固定触头4的表面和上述狭缝40的内表面从第1导体4a与接头5的连接处附近覆盖到第3导体4d。
下面,说明其动作。
当流过短路电流等大电流时,可动触头1不等待驱动机构的动作便开始转动,使可动触点2和固定触点3分离开,同时,触点2、3之间发生电弧A,这些都和先有的情况相同。
图165表示上述触点2、3刚分离开之后的状态。图中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了灭弧板6和16。
图166是图162的电路断路器的可动触头1达到最大断开状态的动作说明图。从接头6到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径全部位于电弧A的上方。结果,该电流路径发生的对电弧A作用的电磁力就是将电弧A向接头5方向拉伸的作用力。流过第3导体4d的电流相对流过可动触头1的电流位于垂直方向,流过固定触头4的第3导体4d的电流和电弧的电流方向相反,所以,流过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧向接头5方向拉伸的作用力。
因此,流过固定触头4的电流产生的电磁力都是将电弧向接头5方向拉伸的作用力。结果,触头刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,同时被灭弧板16冷却,于是,电弧电阻急剧地增大。
图167(a)是为了说明流过固定触头的电流产生的磁场强度的分布所示的可动触头和固定触头的侧视图,图167(b)是沿图167(a)的A-A线的剖面图。
图中,41是狭缝40左右两侧的第1导体4a的各剖面中心。
图167(c)是根据理论计算求出的流过固定触头1的电流产生的磁场在图167(b)的Z轴上的磁场强度分布图,正方向的磁场是将电弧向接头5方向拉伸的磁场分量(以下,称为电弧驱动磁场)。
如图167(b)所示,第1导体4a位于偏离可动触头1的转动平面的左右两侧位置。
在这样的导体配置中,由于流过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,直到第1导体4a上部的空间(区域ZO)都存在将电弧A向接头5方向拉伸的磁场分量。因此,即使如图166那样,可动触点2转动到第1导体4a的上方,在第1导体4a的狭缝40部分,电弧A也受到向接头5方向作用的力,并被挤压到覆盖上述狭缝40顶头(狭缝40靠近接头5一侧的端部内表面)部分的绝缘物15a上而受到冷却。结果,在触点刚分离开之后急剧上升的电弧电阻进一步增大,从而可以维持高电弧电压,所以,可以减小电流峰值和通过的能量,从而可以获得限流性能优良的电路断路器。
实施例70在图162中,通过用磁性体构成上述灭弧板16,在额定电流及过电流等区域即流过固定触头4的电流值小、并且该电流产生的磁场也小的区域的切断动作中,可以增强触点刚分离开之后对电弧的驱动磁场,被拉伸的电弧立刻受到冷却,所以,对很宽范围的电流可以得到优良的切断性能。
实施例71在图162中,通过用非磁性体构成上述灭弧板16,不会扰乱第1导体4a下方的电弧驱动磁场,从而可以驱动和冷却电弧。特别是,用非磁性体的金属构成灭弧板16时,对电弧的冷却效果更好,所以,可以得到高电弧电压。
实施例72在图162中,如图168那样,将由绝缘物构成的灭弧板16配置1块以上,触点刚分离开之后被拉伸的电弧A被强制地挤压成波形,使电弧进一步延长,从而可以得到高电弧电压。
在上述实施例69~72中,灭弧板16也可以使用图171(a)和图171(b)那样的棒状物体。这时,为了不妨碍可动触头1的转动和触点2、3的接触、分离,也采用和上述情况相同的配置方式。效果和上述实施例69~72相同。
另外,也可以像图169所示的那样将第2导体4e向转动支点14方向延伸,代替上述实施例69~72所示的固定着固定触头4的固定触点3的第2导体4e,使流过第2导体4e的电流和闭合状态时流过可动触头1的电流基本上平行反向。这样,便可增大电流路径4e产生的将电弧向接头5方向拉伸的作用力,另外,闭合时在可动触头1和固定触头4的第2导体4e之间作用电磁排斥力,所以,可动触头1的转动速度增大,触点刚分离开之后的电弧长度急剧地增大,于是,电弧电阻迅速上升,进一步提高限流性能。
另外,在上述实施例69~72中,说明了断路器的情况,但是,对于其它开关也可以获得和上述实施例69~72相同的效果。
实施例73下面,参照

本发明的实施例73。图172是作为实施例73的开关,将容器剖开的电路断路器处于闭合状态时灭弧部分的侧视图,图173是图172的电路断路器变为断开状态时的侧视图。
图中,4是固定触头,由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d构成,在上述第2导体4e上,具有固定触点3。
下面进行详细说明,在图172的触点闭合状态下,设可动触头1的可动触头2从固定触点3离开的方向为上方时,上述固定触头4整体地形成由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d构成的形状,第1导体4a连接电源系统的接头5,向水平方向延伸;第2导体4e位于第1导体4a的下方,间隔一定距离与第1导体4a平行;第3导体4d在上述接头5的对面将第2导体4e和上述第1导体4a沿上下方向连接在一起,将固定触点3固定在上述第2导体4e上,并且使该固定触点3位于第1导体4a的下方。
另外,上述固定触头4安装在容器12上,将第3导体4d设置在比固定触点3的位置靠近可动触头1的未固定可动触点2的另一端,并且位于上述接头5的对面一侧(可动触头1的转动支点14一侧)。这时,第1导体4a在可动触点2同固定触点3接触的触点闭合状态时全部位于该触点接触面的上方,并且在触点断开时也位于可动触头1的上方。
下面,进一步详细说明上述可动触头1和上述固定触头4的关连结构。
首先,固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d整体地形成略呈U字形的形状,电源端的接头5与该U字形的一端即上述第1导体4a的电源系统接续端的端部。另外,固定触点3固定在其对面一端的U字形的内侧即上述第2导体4e的上表面。
图174(a)是图172和图173中的固定触头的平面图,图174(b)是图174(a)的正面图,图176是固定触头的斜视图。
在上述固定触头4中,在位于上述固定触点3固定面上方的连接导体(第1导体4a和第3导体4d)上设有容许可动触头1的开关动作的狭缝40。
在这样的固定触头4的第3导体4d的高度范围内,将可动触头1的转动中心14配置在与第3导体4d的狭缝40相对的外方位置。这样,上述可动触头1便可通过上述狭缝40沿触点开关方向进行转动。
在图173所示的可动触头的断开状态下,固定触头4的第1导体4a位于可动触点2的接触面的下方。除此以外的从可动触点2的表面看到的该第1导体4a的部分用绝缘物15覆盖着。
该绝缘物15由绝缘物15a、绝缘物15b和绝缘物15c构成,绝缘物15c覆盖在第1导体4a的上表面;绝缘物15b覆盖在第1导体4a的狭缝40靠近接头5一侧的内端面上;绝缘物15c覆盖在上述狭缝40的两侧内表面(与含有可动触头1的轨迹的面相对的表面)上。
在上述实施例中,如图172和图173所示,在固定触头4的第1导体4a的上方空间,以适当间隔上下平行地配置着多板磁性板16。
图175是图172和图173中的磁性板的平面图。
上述磁性板16由平板构成,上面设有容许上述可动触头1的开关动作的略呈U字形的切口160。详细说来,就是由将上述切口160夹在中间的两个横臂16a和在上述固定触头4的接头5一侧将这两个横臂16a连接成一体的结合部16b构成。
在图172和图173中,省略了图1所示的驱动机构8和操作手柄9。这些部件在本实施例中当然也是具有的。
下面,说明其动作。
在图172所示的触点闭合状态下,流过短路等电流等大电流时,可动触头1不等待驱动机构的动作便开始转动,使可动触点2和固定触点3分离开,同时,在触点2、3之间发生电弧A,这些都和先有的情况一样。
图177是由于电磁排斥力的作用,可动触点2与固定触点3刚分离开之后的状态,在该状态下,可动触头2的接触面还处于第1导体4a的下方。图中,箭头表示电流。
在这样的触点刚分离开之后的状态下,指向转动方向的强电磁力作用在可动触头1上。这是由于从电源端的接头5到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径位于电弧A上方的缘故。结果,上述电流路径产生的对电弧A作用的电磁力就是将电弧A向接头5方向拉伸的作用力。这时,流过固定触头4的第3导体4d的电流与电弧A的电流方向相反。因此,流过固定触头4的电流产生的电磁力也是将电弧A向接头5方向拉伸的作用力。另外,流过固定触头4的第2导体4e的电流产生的也是将电弧A向接头5方向拉伸的电磁力。
因此,流过上述固定触头4的电流产生的电磁力都是将电弧A向接头5方向拉伸的作用力Fm,从而可以得到非常大的电弧驱动磁场,使电弧A被向接头5方向拉长,电弧电压急剧地升高。
图178表示可动触头1达到的最大断开状态,图中省略了触点2、3之间的电弧A。
在该状态下,通过固定触头4的所有导体的电流在第1导体4a的下方空间产生的磁场都是将电弧向接头5方向拉伸的磁场。下面,将这个方向的磁场称为驱动磁场,而将反方向的即将电弧A向可动触头1的转动中心14一侧驱动的磁场称为逆驱动磁场。
图179是沿图178的A-A线的剖面图,是没有磁性板16的情况。图中,B表示第1导体4a产生的磁场,Ⅰ表示从固定触点3向可动触点2流动的电弧电流。
由图可知,在第1导体4a的下方,通过第1导体4a的电流产生的磁场B的确是驱动磁场,但是,在第1导体4a上方的空间内,该磁场B是逆驱动磁场。
图180是把配置磁性板16的状态示于图179的正规的沿图178的A-A线的剖面图。但是,图180是为了简化起见画出一块磁性板16的情况。这时,通过第1导体4a的电流在下方空间产生的磁场的分布发生了变化,但是,驱动磁场没有变化。
另一方面,在第1导体4a上方的空间,通过第1导体4a的电流产生的磁场B被磁性板16所吸收,所以,在磁性板16的横臂16a之间的切口160内不会出现逆驱动磁场。将这一情况用斜视图示于图181。
在图181中,箭头表示通过第1导体4a的电流产生的磁场,Bo为空间的磁场,Bi为磁性板16内的磁场。
在第1导体4a下方的电流的磁场Bo处于空间中,对该空间的电弧施加指向接头5方向的电磁力。在第1导体4a的上方,由于上述磁场Bo要以磁阻小的磁性板16的内部通过,所以,从磁性板16的一个横臂16a通过结合部16b,再从另一个横臂16a穿出去。
因此,在磁性板16的横臂16a之间的切口160处不存在逆驱动磁场,从而也就不会对该切口160处的电弧施加反方向的电磁力。
图182是表示第1导体4a上方空间的逆驱动磁场完全被磁性板16所吸收的情况的平面图。
这样,如果逆驱动磁场完全被磁性板16所吸收,则对于第1导体4a上方的电弧就没有逆驱动磁场作用。
但是,如果通过第1导体4a的电流增大,则该电流产生的磁场也增大,所以,磁性板16就不能完全吸收逆驱动磁场。即,磁性板16达到了磁饱和。
磁性板16内的磁场全部通过结合部16b后再进入另一个横臂16a,所以,磁性板16内的磁通密度越靠近上述结合部16b越高。
因此,上述磁性板16从横臂16a靠近结合部16b的部分发生磁饱和。结果,如图183所示的那样,由于磁性板16的磁饱和,逆驱动磁场将向横臂16a间的切口160的最靠近结合部16b的空间即比固定触点3更靠近接头5一侧的空间泄漏。
因此,泄漏的逆驱动磁场对可动触点2和固定触点3之间的电弧不会产生太大的影响。
图184是表示在固定触头的上方空间配置多块磁性板的侧视图。
如图所示,配置多块磁性板16-1~16-3时,如果通过第1导体4a的电流增大,则最靠近第1导体4a的磁性板16-1先饱和,但是,从该磁性板16-1泄漏出的逆驱动磁场立刻就被上面的磁性板16-2吸收。因此,在存在电弧的切口160处,不会出现逆驱动磁场。另外,当电流进一步增大后,即使磁性板16-2也发生磁饱和,这时,逆驱动磁场也会被磁性板16-3吸收。因此,如果像上述情况那样设置多块磁性板16-1~16-3,就可以更完全地吸收第1导体4a上方空间的逆驱动磁场。
另外,对于固定触头4的第1导体4a下方的电弧,如用图177说明的那样,作用着强驱动磁场的电磁力Fm,在第1导体4a的狭缝40部分,如下面说明的那样,也存在驱动磁场。
图183是沿图178中A-A线的固定触头4的剖面图。图中,41是狭缝40左右两侧第1导体4a和第2导体4e的各剖面的中心。
图186是根据理论计算求出的通过固定触头4的电流产生的磁场在图185的Z轴上的磁场强度分布图,正方向的磁场是将电弧A向接头5一侧拉伸的磁场分量(驱动磁场)。
如图185所示的那样,第1导体4a位于偏离可动触头1的转动平面的左右两侧位置。
在这样的导体配置中,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,如图186所示,直到第1导体4a的上部空间区域ZO,都存在将电弧A向接头5一侧拉伸的磁场分量即电弧驱动磁场。
结果,在第1导体4a的上方空间,没有逆驱动磁场,电弧从固定触点3到第1导体4a上方的某处都受到指向接头5方向的强电磁力作用。因此,如表示可动触头1的最大断开状态的图187那样,电弧A被挤压到覆盖在第1导体4a的狭缝40靠近接头5一侧的内端面上的绝缘物15b和磁性板16上受到冷却。结果,在触点刚分离开之后急剧升高的电弧电压进一步增大,可以维持高电弧电压,所以,可以得到具有优良限流性能的电路断路器。
图188(a)~图188(d)分别是平面形状不同的磁性板变形例的平面图。
如图所示,通过改变磁性板16的切口160的形状等,上述实施例73中的磁性板16的平面形状可以得到种种变形。
图189(a)是其它变形例的磁性板的平面图,图189(b)是图189(a)的侧视图。
该变形例的磁性板16,两侧的横臂16a较薄,而结合部16b较厚,将该横臂16a和结合部16b整体形成台阶状,这时,也可以获得同样的效果。
图190(a)是别的变形例的磁性板的侧视图,该变形例的磁性板16整体从两侧的横臂16a的前端到结合部16b的末端厚度逐渐增大。图190(b)是另一变形例的磁性板的侧视图,该变形例的磁性板16和图189的情况相反,是两侧的横臂16a较厚,而结合部16b较薄。不论哪种情况,都能获得同样的效果。
图191是具有实施例73的另一变形例磁性板的电路断路器的电极侧视图。
在该变形例中,减小磁性板16的厚度,增加磁性板16的数量,以窄间隙、倾斜平行地配置在固定触头4的第1导体4a的上方空间,这时,也可以获得同样的效果,同时,上述多个磁性板16还兼有灭弧板的效果。
在上述实施例中,用磁导率大的物质构成磁性板16时容易吸收逆驱动磁场,所以,作为上述磁性板16的材料,例如,金属材料中可以使用铁,另外,也可以用无机的铁氧体类的磁性体构成。
实施例74图192是具有磁性板的和本发明权利要求2对应的实施例74的固定触头的平面图,图193是在图192中加上处于断开状态的可动触头的侧视图。
在本实施例74中,将磁性板16的结合部16b靠近固定触点3一侧的内端缘部160b设置得比覆盖在固定触头4的狭缝40靠近接头5一边的内端面上的绝缘物15b更靠近接头5一侧。即,换言之,将磁性板16的切口160加长,使其顶头的封闭端面160b在平面上比上述绝缘物15b更靠近接头5一侧,其它结构和上述实施例73相同。采用这样的结构,也可获得同样的效果。
另外,按照本实施例74,如图193所示,断开时被磁场向接头5方向拉伸的电弧A容易和上述绝缘物15b接触,磁性板16的结合部16b的内端缘部160b不会影响,所以,可以提高电弧冷却效果。
此外,在短路电流那样的大电流电弧中,从触点表面的电弧根部沿垂直触点表面的方向喷出触点蒸发的金属蒸气流,现在已知,该蒸气流是电弧A的主要成分。
在本实施例74中,如图193所示,上述金属蒸气流被吹到固定触头4的绝缘物15特别是上面的15a上后,强制地受到冷却,所以,电弧电压更高,从而提高了限流性能。
实施例75图194是实施例75具有磁性板固定触头的平面图,图195是把处于断开状态的可动触头加在图194上的电路断路器的电极侧视图,图196是沿图195的B-B线的剖面图。
在本实施例75中,磁性板16的横臂16a的内侧缘比覆盖在固定触头4的狭缝40内侧面上的绝缘物15c距离固定触点3远。换言之,使磁性板16的切口160的宽度大于固定触头4的狭缝40的宽度。其它结构和上述实施例74相同。采用这样的结构,也可以得到和上述实施例74相同的效果。
另外,按照本实施例75,如图196所示,由于覆盖在上述狭缝40内侧面上的绝缘物15c比磁性板16的横臂16a的内侧缘部更靠近电弧A,所以,电弧A容易和绝缘物15c接触而有效地冷却,从而可以提高限流性能。
实施例76图197是实施例76具有磁性板的固定触头的平面图,图198是在图197中加上处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极侧视图,图199是沿图198的C-C线的剖面图。
在本实施例76中,磁性板16的横臂16a的内侧缘比覆盖在固定触头4的狭缝40内侧面上的绝缘物15c更靠近固定触点3。换言之,和上述实施例75的情况相反,使磁性板16的切口160的宽度比固定触头4的狭缝40的宽度窄,其它结构和上述实施例2相同。采用这样的结构,也可以获得同样的效果。
另外,按照本实施例76,如图199所示,由于覆盖在上述狭缝40的内侧面上的绝缘物15c比磁性板16的横臂16a的内侧缘部离电弧A远,所以,电弧A难于和绝缘物15c接触,从而电弧难于损伤绝缘物。因此,作为覆盖固定触头4的狭缝40的内侧面的绝缘物15c,可以使用耐电弧性小的材料或者使厚度变薄。
实施例77图200是实施例77具有磁性板的固定触头的平面图,图201是在图200中加上处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极侧视图。
在本实施例77中,将磁性板16的结合部16b靠近固定触点3一侧的内端缘部160b,设置得比覆盖在固定触头4的狭缝40靠近接头5方向的内端面上的绝缘物15b更靠近固定触点3一侧。换言之,和上述实施例74的情况相反,缩短磁性板16的切口160的长度,使之比固定触头4的绝缘物15b更靠近固定触点3一侧,其它结构和上述实施例76相同。利用这样的结构,也可以得到和上述实施例73相同的效果。
另外,按照实施例77,如图201所示,断开时被磁场向接头5方向拉伸的电弧A,在磁性板16的端缘部被阻止,难于和绝缘物15b接触,所以,电弧A对绝缘物15b的损伤减少。另一方面,被挤压到磁性板16的端缘上的电弧A受到磁性板16的冷却效果。因此,固定触头4的绝缘击穿减少,从而可以得到限流性能优良的电路断路器。
实施例78图202是实施例78具有磁性板的固定触头的平面图,图203是在图202中加上处于断开状态的可动触头的大电流切断时电路断路器的电极侧视图,图204是小电流切断时电路断路器的电极的侧视图。
在本实施例78中,如图202所示,在磁性板16的结合部16b上,将比切口160的宽度窄的窄狭缝160a接着上述切口160继续切进去。其它结构和上述实施例77相同。
按照本实施例78,可动触头1处于断开状态时的电弧A受到向接头5方向驱动的电磁力,但是,在大电路切断时,上述电弧A的直径增大,所以,如图203所示,电弧A不会进入窄狭缝160a内。因此,使本实施例78这样的结构,也可以获得和上述实施例77相同的效果。
在小电流切断时,由于电弧A的直径小,所以,如图204所示,电弧A将被深深地拉伸到窄狭缝160a内,由绝缘物15b进行有效的冷却。结果,可以提高小电流切断性能。
在本实施例78中,为了使窄狭缝160a的闭锁内端(图202的右端)比绝缘物15b更靠近接头5一侧,将上述窄狭缝160a形成得较长。但是,如图205所示的那样,将上述窄狭缝160a形成得较短,使上述窄狭缝160a的闭锁内部比上述绝缘物15b更靠近固定触点3一侧,也可以获得同样的效果。
实施例79图206是本发明的实施例79具有磁性板的固定触头的平面图,图207是在图206中加上处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极侧视图,图208是沿图207的D-D线的剖面图。
在本实施例79中,使磁性板16的横臂16a的内侧缘比覆盖在固定触头4的狭缝40的内侧面上的绝缘物15c离固定触点3更远。换言之,磁性板16的切口160的宽度比固定触头4的狭缝40的宽度大。这一点和根据图194说明的实施例75的情况相同。和实施例75不同的是,将上述切口160的长度形成得较短,使磁性板16的切口160的内端缘160b比固定触头4的绝缘物15b更靠近固定触点3一侧。其它结构和上述实施例75相同。采用这样的结构,也可以获得同样的效果。
另外,按照本实施例79,如图208所示,由于覆盖在上述狭缝40的内侧面上的绝缘物15c比磁性板16的横臂16a的内侧缘更靠近电弧A,所以,电弧A容易和绝缘物15b接触而有效地被冷却。因此,可以提高限流性能。
实施例80图209是本发明实施例80具有磁性板的固定触头的平面图。
在本实施例80中,和图202所示的实施例78的情况相同,在磁性板16的结合部16b上,将比切口160的宽度窄的窄狭缝160a接着切口160继续切进去。这里,和实施例78不同的是,使磁性板16的切口160的宽度比固定触头4的第1导体4a的狭缝40大,从而使上述切口160的内侧面比覆盖在狭缝40的内侧面上的绝缘物15c位于外侧。其它结构和上述实施例79相同。
按照本实施例80,如前所述,对于大电流电弧,上述窄狭缝160a没有影响,所以,可以获得和上述实施例79相同的效果。
另外,按照本实施例80,小电流切断时,电弧将被深深地拉伸到上述窄狭缝160a内,所以,可以提高小电流切断性能。
实施例81图210是本发明实施例81具有磁性板的固定触头的平面图,图211是在图210中加上处于断开状态的可动触头的电路断路器的电极侧视图,图212是沿图211的E-E线的剖面图。
在本实施例81中,使磁性板16的横臂16a的内侧缘比覆盖在固定触头4的狭缝40的内侧面上的绝缘物15c更靠近固定触点3。换言之,使磁性板16的切口160的宽度比固定触头4的狭缝40的宽度窄。这一点和根据图198说明的实施例76的情况相同。和实施例76不同的是切口160的长度较短,使得切口160的内端缘160b比覆盖在固定触头4的第1导体4a的狭缝40上的绝缘物15b更靠近固定触点3一侧。其它结构和上述实施例76相同。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例76相同的效果。
另外,按照本实施例76,如图212所示,由于覆盖在上述40的内侧面上的绝缘物15c比磁性板16的横臂16a的内侧缘离电弧A远,所以,电弧A难于和绝缘物15c接触,难于受到电弧对弧缘物的损伤。因此,作为覆盖在固定触头4的狭缝40的内侧面上的绝缘物15c,可以使用耐电弧性小的材料以及可以披覆较薄的厚度。
实施例82图213是本发明实施例82具有磁性板的固定触头的平面图。
在本实施例82中,在上述实施例81的磁性板16的结合部16b上设有窄狭缝160a。其它结构和上述实施例81相同。如前所述,对于大电流电弧,上述窄狭缝160a没有影响,本实施例82也具有和上述实施例81相同的效果。另外,在本实施例82中,小电流切断时,电弧将被深深地拉伸到上述窄狭缝160a内,所以,可以提高小电流切断性能。
实施例83图214是本发明实施例83具有磁性板的电路断路器的电极侧视图。
在本实施例83中,在固定触头4的第1导体4a的上方空间设置有多块磁性板16-1~16-2,并且最靠近第1导体4a的磁性板16-1的厚度比其它磁性板16-2厚。其它结构和上述实施例73相同。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例73相同的效果。
另外,按照本实施例83,由于最靠近第1导体4a的磁性板16-1比其它磁性板16-2厚,所以,可以进一步完全吸收通过第1导体4a的电流产生的逆驱动磁场。
如前所述,当最靠近第1导体4a的磁性板16-1磁饱和后不能再吸收逆驱动磁场时,从磁性板16-1泄漏出的逆驱动磁场立刻会被上面的磁性板16-2吸收,但是,如果到磁性板16-2的距离大,则在吸收之前电弧便会散逸到它所存在的空间。
因此,如果如本实施例83那样,使最靠近第1导体4a的磁性板16-1的厚度加厚,就不会发生磁饱和,所以,可以更完全地消除逆驱动磁场的影响,从而可以得到限流性能优良的电路断路器。
图215是上述实施例83的变形例电路断路器的电极的侧视图。
在该变形例中,使配置在第1导体4a的上方空间的多块磁性板16越靠近第1导体4a,它们之间的间隔越窄。这时也可以获得同样的效果。
图216(a)是上述实施例83的其它变形例电路断路器的电极的侧视图,图216(b)是沿图216(a)的F-F线的剖面图。
在该变形例中,如图216(b)所示,使在配置在第1导体4a的上方空间的多块磁性板16上分别形成的切口160越靠近第1导体4a的磁性板16的切口160的宽度越窄。采用这样的结构,也可以获得同样的效果。
实施例84图217是实施例84的电路断路器的固定触头和可动触头与磁性板的关连结构的侧视图,图218是图217中的可动触头在断开过程中的状态的侧视图。
在本实施例84中,如图217所示,将磁性板16配置得使在断开状态时,磁性板16的角度θ2大于S面的角度θ1,S面是包含通过可动触头的电流流线在内的与垂直于含可动触头1开关时的轨迹的平面平行的面。其它结构和上述实施例73相同。采用这样的结构也可以获得和上述实施例73相同的效果。
在上述可动触头1的断开状态时,如果满足上述条件,在可动触头1的断开过程中,如图218所示,有时可动触头1和磁性板16的横臂16a相交。其放大图如图219(a)所示。
图219(a)是可动触头和磁性板的横臂处于相交状态的侧视图,图219(b)是图219(a)的平面图。
图中,Ⅰ是通过可动触头1的电流,Ⅰv是该电流与磁性板16的平面垂直的电流分量,磁性板16相对该电流分量Ⅰv的位置关系如图219(b)所示。
在图219(b)的状态下,电流分量Ⅰv本身产生的磁场B由于磁性板16的存在而发生畸变,电流分量Ⅰv受到向磁性板16的切口160的顶头方向作用的力F,这是大家所熟知的。如图219(a)所示,这个力F与磁性板16平行,但在本实施例84中,上述力F的垂直于可动触头1的分量Fv是将可动触头1向断开方向作用的力。
因此,采用本实施例84的结构,可以提高移动到第1导体4a上方以后的可动触头1的断开速度,从而可以进一步提高限流性能。
实施例85图220是实施例85具有磁性板的电路断路器的电极的侧视图,图221是沿图220的G-G线的剖面图,图222是沿图220的H-H线的剖面图。另外,在图221中省略了图220中的可动触头。
在本实施例85中,将磁性板16用两侧的板状支持板161保持住。即,在上述磁性板16的两侧整体地形成嵌合突起部16c,而在上述支持板161上设有用于嵌入上述嵌合突起部16c的嵌合孔162,通过将上述嵌合突起部16c嵌入该嵌合孔,利用上述支持板161保持住上述磁性板16。这时,使嵌入支持板161的嵌合孔162内的磁性板16的嵌合突起部16c不从上述嵌合孔162突出到外面。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例73相同的效果。
这样,用支持板162保持磁性板16时,如图222所示,上述嵌合突起部16c和固定触头4的第1导体4a的距离就近了。
按照本发明的电极结构,在电流切断时可以产生非常高的电弧电压,所以,当磁性板16为铁等金属材料时,大电流切断时如果充满电弧产生的高温气体,则有可能在上述嵌合突起部16c和上述第1导体4a之间引起绝缘击穿。
但是,按照本实施例85,虽然嵌合突起部16c离第1导体4a的距离近,但是,由于嵌合在支持板161的嵌合孔162的中部,所以,可以防止磁性体16的嵌合突起部16c和固定触头4的第1导体4a之间的绝缘击穿。
在上述实施例73~85中,对电路断路器的情况作了说明,但是,也可以用在其它开关上,并且可以获得和上述实施例73~85相同的效果。
实施例86下面,参照

本发明的一个实施例。图223是实施例86的电路断路器处于闭合状态时的侧视图,图224是图223的电路断路器变为断开状态时的侧视图。在本实施例的结构中,除了可动触头1和固定触头4的关连结构外,和上述各实施例相同,所以,说明从略。
上述固定触头4安装在容器12上,使第3导体4d配置在比固定触点3的位置更靠近可动触头1的未固定可动触点2的另一端,并且位于上述接头5的对面(可动触头1的转动中心14一侧)。这时,第1导体4a在可动触点2和固定触头2接触的触点闭合状态时全部位于该触点接触面的上方,并且,在触点断开状态时位于可动触点2的接触面的下方。另外,15是绝缘物,覆盖在触点断开状态时从可动触点2的表面看到的第1导体4a上。
图223和图224所示的灭弧板6上设有为了不妨碍可动触头1转动的切口(图中未示出)。另外,该灭弧板6中的一块灭弧板6a设置得和第1导体4a的上部的绝缘物15为面接触或者固定在绝缘物15上。在图223和图224中,省略了图3所示的先有电路断路器中的驱动机构8和手柄9以及负载端的接头10,这些部件当然都装置在容器12内。
图225(a)和图225(b)是权利要求1的本发明的一个实施例的固定触头的斜视图。图225(a)所示的固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d形成一个整体,接头5与第1导体4a的电源接续端的端部连接。另外,固定触点3固定在第2导体4e的上表面。在固定触头4中,在位于上述固定触点3的固定面上方的连接导体(第1导体4a和第3导体4d)上设有为了不妨碍可动触头1相对第2导体4e上的固定触点3的开关动作的狭缝40。
在图225(b)中,15是绝缘物,该绝缘物15将上述固定触头4的表面和上述狭缝40的内表面从第1导体4a的与接头5连接处的附近到第3导体4d覆盖起来。
下面,说明其动作。当通过短路电流等大电流时,可动触头1不等待驱动机构的动作便开始转动起来,使可动触点2和固定触点3分离开,同时在触点2、3之间发生电弧A,这些都和先有的情况相同。图226是在上述触点2、3分离开之后,可动触点2的接触面还处于第1导体4a的下方的状态。其中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了灭弧板6。
从接头5到第1导体4a构成的电流路径,全部位于电弧A的上方。结果,该电流路径对电弧A产生的电磁力是将电弧A向接头5一侧拉伸的作用力。另外,由于通过第3导体4d的电流和电弧A的电流方向相反,所以,通过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧A向接头5一侧拉伸的作用力。因此,通过固定触头4的电流产生的电磁力都是将电弧A向接头5一侧拉伸的作用力。结果,触点刚分离开之后的电弧A受到强烈地拉伸,电弧电阻急剧地升高。
图227(a)是可动触头和固定触头的侧视图,图227(b)是沿图227(a)的A-A线的剖面图,图中,41是狭缝40左右两侧的第1导体4a的各剖面的中心。图227(c)是根据理论计算出的通过固定触头4的电流产生的磁场,在图227(b)的Z轴上的磁场强度分布图,正方向的磁场是将电弧A向接头5一侧拉伸的磁场分量。如图227(b)所示,所以,第1导体4a位于偏离可动触头1的转动平面的左右两侧位置。
在这样的导体配置中,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,直到第1导体4a上部的空间(区域ZO)都存在将电弧A向接头5方向拉伸的磁场分量。因此,即使如图228那样,可动触点面转动到第1导体4a的上部,在第1导体4a的狭缝部分,电弧A也会由于受到向接头5方向拉伸的力而被挤压到覆盖在狭缝40顶头端面上的绝缘物15a上,另外,覆盖在第1导体4a的内侧面和上表面上的绝缘物15b和15c也位于被电弧照射的位置,这些绝缘物和电弧接触后放出的气体,对电弧有冷却效果,但是,将引起断路器内部的压力上升,所以,也有会损坏容器的有害一面。
因此,如果像图223那样,将灭弧板6a设置得和第1导体4a上部的绝缘物15c为面接触或固定在该绝缘物15c上,则可动触点面转动到第1导体4a的上部以后,可以保护和减轻一部分绝缘物15a及15c直接用电弧接触,从而可以抑制断路器内部的压力。另外,使灭弧板6a和第1导体4a没有电接触,通常,电弧的根部位于固定触点3或第2导体4e上,所以,可以维持高电弧电压。结果,可以得到限流性能好、安全性高的电路断路器。另外,像图229那样,将先有的灭弧板6设置得与同绝缘物15为面接触的灭弧板6a平行,可以有效地增加分割电弧的灭弧板6的数量,进一步提高对电弧的冷却效果,从而可以提高切断性能。图230是上述实施例86的一个实例的斜视图,图231是灭弧板6a的形状的一些实例。
实施例87图232是实施例87的主要部分的侧视图,图中,15d是覆盖在固定触头4的第1导体4a下部的绝缘物。如果将灭弧板6a设置得同第1导体4a下部的绝缘物15d保持面接触,或者固定在绝缘物15d上,则可保护和减轻在触点刚分离开之后一部分绝缘物15d和电弧直接接触,从而可以获得和上述实施例86相同的效果。图233是本实施例中一例的斜视图。图231是灭弧板6b的形状的一些实例。
实施例88图234是实施例88的主要部分的斜视图,图中,6c是灭弧板,它将覆盖在固定触头4的第1导体4a的第1导体4a的狭缝40顶头端部的绝缘物15a、覆盖其内侧面的15b和覆盖在其上表面的15c全部遮盖起来。该灭弧板6c还可以保护由于驱动电弧而消耗最大的狭缝40顶头端部的绝缘物15a,从而可以获得比上述实施例1和2的效果更大的断路器。
另外,也可以像图235所示的那样,使第2导体4e向转动中心的方向延伸,代替上述实施例86和87中所示的固定触头4的固定着固定触点3的第2导体4e,使通过部分第2导体4e的电流基本上与闭合状态时通过可动触头1的电流平行反向。这样,通过第2导体4e的电流产生的电磁力就会增大将电弧向接头5一侧拉伸的作用力,另外,在闭合状态时,由于可动触头1和固定触头4的第2导体4e的一部分之间作用着电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,从而使触点刚分离开之后的电弧长度很快增长,所以,电弧电阻很快增大,进一步提高限流性能。
实施例89图236是实施例89的电路断路器处于闭合状态的侧视图,图237是图236的电路断路器变为断开状态的侧视图,图中,4是一端设有固定触点3的固定触头,该固定触头4由第1导体4a、第2导体4e和第3导体4d构成。
更详细地说,和实施例86(图223)所示的电路断路器不同的结构是灭弧板6d,该灭弧板6d具有和可动触头1的前端相对的凸起部,并且该灭弧板6d和绝缘物15的上部15a接触。图238(b)是同时表示接头5、固定触头4、绝缘物15和灭弧板6d的斜视图。
下面,说明其动作。如图227(c)所示的那样,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a上部的空间,存在磁场。因此,即使如图239那样,可动触点面转动到第1导体4a的上部,在第1导体4a的狭缝部分,电弧也会由于受到向接头5方向拉伸的力而被挤压到覆盖在狭缝顶端部分的绝缘物15a上。另外,覆盖在第1导体4a的内侧面和上表面的绝缘物15b和15c也位于能被电弧照射的位置,这些绝缘物与电弧接触后放出的气体对电弧具有冷却效果,但是它们将引起断路器内部的压力上升,所以,也有引起容器损坏的有害一面。
因此,如果如图238(b)那样,将灭弧板6d配置得与第1导体4a上部的绝缘物15c保持面接触或固定在该绝缘物15c上,则可动触点面转动到第1导体4a上部以后,可以保护和减轻绝缘物15a和一部分15c与电弧直接接触,从而可以抑制电路断路器内部的压力上升。另外,灭弧板6d和第1导体4a无电接触,电弧被分割在固定触点3的灭弧板6d之间以及灭弧板6d和可动触点2之间,分别被固定触头4的驱动磁场和先有的灭弧板6的驱动磁场拉伸,所以,可以维持高电弧电压。结果,可以得到限流性能好、安全性高的断路器。图240(a)和图240(b)是灭弧板6d的形状的实例。
实施例90图241是实施例90的电路断路器处于闭合状态的侧视图。15d是覆盖在固定触头4的第1导体4a的下部的绝缘物,6d是具有和可动触头1的前头相对的凸起部的灭弧板,该灭弧板6d和绝缘物15d接触。图242是同时表示接头5、固定触头4、绝缘物15和灭弧板6d的斜视图。在图241和图242中,省略了驱动机构等。利用本实施例也可以获得和上述实施例89相同的效果。
另外,也可以如图243所示的那样,使第2导体4e向转动中心方向延伸,代替在上述实施例89和90中所示的固定触头4的固定着固定触头3的第2导体4e,使通过一部分第2导体4e的电流基本上和闭合状态时通过可动触头1的电流平行反向。这样,第2导体4e的电流产生的电磁力将增大将电弧向接头5一侧拉伸的力,另外,在闭合状态时由于在可动触头1和固定触头4的一部分第2导体4e之间作用着电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,将触点刚分离开之后的电弧长度很快拉长,所以,电弧电阻迅速增大,进一步提高限流性能。
实施例91图244是实施例91的电路断路器处于闭合状态的斜视图,图中,4f是固定触头4上的狭缝的终端部,17是设在固定着固定触头2的第2导体4e上的电弧滑行板,是用于使触点上的电弧斑迅速移动其一部,然后又将该电弧斑移动另一端的电弧滑行路。图245是可动触头1处于断开状态时的侧视图,图246(a)是和接头5连接的固定触头4的斜视图,图246(b)是同时表示接头5、固定触头4、电弧滑行板17和绝缘物15的斜视图。其它结构和实施例1相同,说明从略。
下面,说明其动作。图247表示触点2、3刚分离开之后可动触点2的接触面还处于固定触头4与接头5连接的第1导体4a下方的状态。其中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了灭弧板6。从接头5到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径全部位于电弧A的上方。结果,该电流路径产生的对电弧A作用的电磁力是将电弧A向接头5一侧拉伸的作用力。通过第3导体4d的电流和电弧的电流方向相反,所以,通过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧A向接头5一侧拉伸的作用力。因此,通过该固定触头4的电流产生的电磁力全部是将电弧向接头5方向拉伸的作用力。结果,触点刚分离开之后的电弧很快向电弧滑行板17移动,受到冷却,并且由于电磁力的作用而伸长,于是,电弧电阻急剧地升高。
另外,如图227(c)所示的那样,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a上部的空间Zo存在磁场,电弧受到向接头5方向拉伸的力,所以,即使如图248那样,可动触点面转动到第1导体4a的上部,电弧也会挤压到覆盖在第1导体4a的狭缝顶头部分的绝缘物15a上而提高冷却效果。结果,在触点刚分离开之后急剧地升高的电弧电阻进一步增大,并且维持高电弧电压,所以,可以得到触点损耗少、限流性能好的断路器。
实施例92图249(a)是实施例92的主要部分的侧视图。17是电弧滑行板,从上方看,离固定触点3远的终端17a比固定触头4的切口的终端4f更靠近接头5一侧。图249(b)是从上面看的俯视图,为了简单起见,省略了绝缘物15。触点2、3之间产生的电弧在固定触头4的强驱动磁场的作用下,瞬间便转移到电弧滑行板17上,并从切口的终端4f被驱动到位于接头5一侧的终端17a,所以,电弧容易伸长,使电弧电阻增大。另外,由于电弧滑行板17的终端17a位于比切口的终端4f更靠近接头5一侧,所以,即使如图250那样,可动触点面转动到第1导体4a的上部,电弧也会被强烈地挤压到覆盖在第1导体4a的切口顶端部分的绝缘物15a上而提高冷却效果。结果,从触点刚分离开之后将电弧拉长,到可动触头1转动到最大位置之后,都能维持高电弧电压,所以,可以得到触点损耗少、限流性能好的断路器。
实施例93图251是实施例93的电路断路器处于闭合状态的侧视图。17是电弧滑行板,从上方看,离固定触点3远的终端17a比第1导体4a的切口的终端4f更靠近触头一侧,即未达到切口的终端4f的位置。这样,即使可动触点面转动到第1导体4a的上部,电弧滑行板17上的电弧斑也会停留在比切口的终端4f更靠近固定触点3一侧,电弧对覆盖在切口的终端4f上的绝缘物15a的损伤就会减少,从而可以防止绝缘击穿,同时,可以缓和断路器容器内的压力上升。
实施例94图252是实施例94的电路断路器处于闭合状态时的侧视图。17是电弧滑行板,离固定触点3远的终端17a位于固定触点3的接触面的下方。这样,就使可动触点3到电弧滑行板17的终端17a的距离增大,于是,在固定触头4的强磁场作用下被驱动到这部分的电弧的长度也伸长,所以,可以提高电弧电压。
实施例95图253(a)是实施例95的电路断路器处于闭合状态时的侧视图。17是电弧滑行板,离固定触点3远的终端17a位于固定触点3的接触面的上方,并且位于第1导体4a的横向中心的下方。这样,在固定触头4的强磁场的作用下,在电弧被向接头5方向驱动的过程中,电弧容易从固定触点3直接移动到终端17a上,电弧被迅速冷却,所以,可以得到高电弧电压。另外,由于该终端17a即断开后期的电弧斑位于固定触头4的所有电流产生的强驱动磁场当中,所以,电弧不会向固定触点3方向倒退,从而可以进一步减少触点损耗。图253(b)是上述电弧滑行板的另一例子。
实施例96图254(a)是实施例96的电路断路器处于闭合状态时的侧视图。17是电弧滑行板,离固定触点3远的终端17a位于第1导体4a的横向中心的上方。这样,对覆盖在切口的终端4f上的绝缘物15a的损伤减少,从而可以防止绝缘击穿,同时可以缓和该部分和电弧接触后放出的气体引起容器内的压力上升。因此,可以得到电弧的冷却效果大、限流性能好的断路器。图254(b)和图254(c)是上述电弧滑行板17的其它例子,图254(b)是将终端17a向接头5方向弯曲的情况,不仅具有和上述实施例相同的效果,而且,可将断开时的电弧进一步向接头5方向拉伸。
实施例97图255(a)是实施例97的主要部分的斜视图。17是电弧滑行板,从上方看时,电弧滑行板17的宽度比第1导体4a的切口的内侧宽度窄。图255(b)是从上面看上述结构的固定触头4、绝缘物15及电弧滑行板17的俯视图。这样,便可限制转移到电弧滑行板17上后电弧柱的根部扩大,从而可以缩小电弧的截面积,所以,可以增强通过固定触头4的所有电流产生的电磁力的作用,提高限流性能。另外,电弧难于接触到覆盖在第1导体4a内部的绝缘物15b上,从而也可以抑制压力上升。
实施例98图256(a)是实施例98的主要部分的斜视图。17是电弧滑行板,从上方看时,电弧滑行板17的宽度比第1导体4a的切口的内侧宽度大。图256(b)是从上面看上述结构的固定触头4、绝缘物15和电弧滑行板17的俯视图。这样,当电弧转移到电弧滑行板17上后,通常也会与绝缘物15a、15b接触而受到冷却,所以,可以获得优良的限流性能。
实施例99图257(a)是实施例99的主要部分的侧视图。18是用于将电弧斑从固定触点3移动走的转流部(称为用于将触点上的电弧斑移动到其上的充电突起部。不考虑电弧斑在电弧转流部上的移动,和电弧滑行板不同),从上方看时,其中心比第1导体4a的切口的终端4f更靠近触点一侧。图257(b)是从上面看上述结构的固定触头4、固定触点3和转流部18的俯视图。可动触点2和固定触点3之间发生的电弧受到固定触头4的强驱动力作用,结果,电弧斑高速度地从固定触点4转移到转流部18上。另外,电弧在驱动后,通常还受到驱动方向的磁场作用,难于向固定触点3方向倒退,所以,触点损耗大大减少。另外,也可以将固定触点3和转流部18之间或转流部18周围的第2导体4e的表面绝缘起来,电弧就更难向回倒退。由于转流部18的中心位于比切口的终端4f更靠触点一侧,所以,电弧对覆盖切口的终端4f的绝缘物15a的损伤减少,从而可以防止绝缘击穿,同时,可以缓和断路器内的压力上升。
实施例100图258(a)是实施例100的主要部分的侧视图。18是用于将电弧斑从固定触点3移动走的转流部,从上方看时,其中心比第1导体4a的切口的终端4f更靠近接头5一侧。图258(b)是从上面看上述结构的固定触头4、固定触点3和转流部18的俯视图。和上述实施例99一样,电弧斑高速度地从固定触点3转移到转流部18上,转移后就难于倒回去,所以,触点损耗大大减小。另外,也可以将固定触点3和转流部18之间或转流部18周围的第2导体4e的表面绝缘起来,这样,电弧就更难于退回去。由于转流部18的中心位于比切口的终端4f更靠近接头5一侧,所以,转移之后电弧容易伸长,电弧电阻增高。另外,电弧被强烈地挤压到覆盖第1导体4a的切口终端4f的绝缘物15a上,所以,冷却效果高。结果,触点刚分离开之后急剧升高的电弧电阻进一步增大,并且维持高电弧电压,所以,可以得到触点损耗少、限流性能好的断路器。
另外,也可以如图259所示的那样,将第2导体4e向转动中心方向延伸,代替上述实施例91~100所示的固定触头4上固定着固定触点3的第2导体4e,使通过一部分第2导体4e的电流基本上和闭合状态时通过可动触头1的电流平行反向。这样,第2导体4e的电流路径产生的电磁力就增大了将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。另外,由于闭合状态时在可动触头1和固定触头4的第2导体4e之间作用着电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,触点刚分离开之后的电弧长度很快伸长,所以,电弧电阻迅速增大,进一步提高限流性能。
实施例101图260是实施例101的电路断路器处于闭合状态时的侧视图。图中,17b是和第1导体4a具有电接触的电弧滑行板。图261表示可动触头1处于断开状态,图262(a)是与接头5连接的固定触头4的斜视图,图262(b)是同时表示接头5、固定触头4、电弧滑行板17b和绝缘物15的斜视图。其它结构和实施例1相同,说明从略。图263是电弧滑行板17b的其它形状的斜视图。
下面,说明其动作。图264表示触点2、3刚分离开之后可动触点2的接触面还处于固定触头4的与接头5连接的第1导体4a下方的状态。其中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了灭弧板6。从接头5到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径全部位于电弧A上方。结果,该电流路径产生的对电弧作用的电磁力是将电弧向接头5一侧拉伸的力。另外,由于通过固定触头4的第3导体4d的电流和电弧的电流方向相反,所以,通过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。因此,通过固定触头4的电流产生的电磁力全是将电弧向接头5方向拉伸的作用力。结果,触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧地增大。
另外,如图227(c)所示的那样,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a上部的空间ZO存在磁场,因此,如果像图261那样,可动触点面转动到第1导体4a的上部,则电弧也会受到向接头5一侧拉伸的作用力,如图中箭头所示的那样,迅速向配置在切口的终端部分的电弧滑行板17b移动。结果,可以抑制高电弧电压发生的电弧能量,亦即可以抑制内部压力的增大。另外,由于切断后期的电弧斑位于电弧滑行板17b上,电弧容易和灭弧板6接触,被冷却、分割后容易灭弧,所以,可以得到优良的限流性能和切断性能的断路器。
实施例102图265是实施例102的电路断路器处于闭合状态的侧视图。图中,17b是和第1导体4a具有电接触的电弧滑行板,该电弧滑行板17b配置在比第1导体4a的切口的终端4f的位置更靠近接头5一侧。6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板。图中,省略了驱动机构等。图266(a)是同时表示和接头5连接的固定触头4及电弧滑行板17b的斜视图,图266(b)是在图266(a)中加上绝缘物15时的斜视图。
触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸和电弧电阻急剧增大的情况和上述实施例101相同。然后,当可动触点面转动到第1导体4a上部时,电弧也受到向接头5一侧拉伸的作用力,但是,由于电弧滑行板17b位于比切口的终端更靠近接头5一侧,所以,电弧先被挤压到绝缘物15a上而受到冷却。由于电弧长度大,可以充分地限流,此外,电弧移动到电弧滑行板17b上,便可抑制压力上升。此外,由于电弧滑行板17b配置在比切口的终端4f更靠近接头5一侧,周围被绝缘起来,所以,即使电流值减小,固定触头4产生的驱动磁场减小,电弧也难于向固定触点3的方向倒退。因此,使切断动作后期的电弧斑停留在电弧滑行板17b上,电弧容易和灭弧板6接触,被冷却、分割后容易灭弧。
实施例103图267是实施例103的电路断路器处于闭合状态时的侧视图。图中,17b是和第1导体4a具有电接触的电弧滑行板,该电弧滑行板17b具有比第1导体4a的切口的终端4f的位置更靠近第3导体4d方向的突起部分。6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板。图中,省略了驱动机构等。图268(a)是同时表示和接头5连接的固定触头4及电弧滑行板17b的斜视图,图268(b)是在图268(a)中加上绝缘物15的斜视图。
触点刚分离开之后的电弧受到强烈地拉伸,电弧电阻急剧增大的情况和上述实施例102相同。然后,当可动触点面转动到第1导体4a上部时,电弧虽然也受到向接头5一侧拉伸的作用力,但是,由于电弧滑行板17b的一部分比切口的终端4f更靠近第3导体4d一侧,所以,电弧难于和绝缘物15a及第1导体4a的切口的终端4f接触,迅速地移动到电弧滑行板17b上。因此,绝缘物15及导体损伤减少,并且也可以减轻压力的上升。另外,由于切断动作后期的电弧斑位于电弧滑行板17b上,所以,电弧容易和灭弧板6接触,被冷却、分割后容易灭弧。图269(a)~图269(l)是从上面俯视沿图270的B-B线的电弧滑行板17b的形状示例的剖面图。
另外,也可以像图271所示的那样,将第2导体4e向转动中心方向延伸,代替上述实施例101~103所示的固定触头4的固定着固定触点3的第2导体4e,使通过该部分第2导体4e的电流基本上和闭合状态时通过可动触头1的电流平行反向。这样,第2导体4e的电流路径产生的电磁力将增大将电弧向接头5一侧拉伸的作用力,另外,由于闭合时可动触头1和固定触头4的第2导体4e之间作用着电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,触点刚分离开之后的电弧长度迅速增长,所以,电弧电阻急剧增大,进一步提高限流性能。
实施例104图272是实施例104的电路断路器处于闭合状态的侧视图,图中,19是和固定触头4进行电绝缘的电极。图273表示可动触头1达到断开状态的情况,图274(a)是和接头5连接的固定触头4的斜视图,图274(b)是同时表示接头5、固定触头4、电极19和绝缘物15的斜视图。其它结构和实施例86相同,说明从略。
下面,说明其动作。图275表示触点2、3刚分离开之后可动触点2的接触面还处于固定触头4的和接头5连接的第1导体4a下方的状态。其中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了灭弧板。从接头5到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径全部位于电弧A的上方。结果,该电流路径产生的对电弧作用的电磁力是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。另外,由于通过固定触头4的第3导体4d的电流和电弧的电流方向相反,所以,通过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。因此,通过该固定触头4的电流产生的电磁力全是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。结果,触点刚分离开之后的电弧受到强烈的拉伸,电弧电阻急剧地上升。
另外,如图227(c)所示的那样,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a上部的空间ZO存在磁场,所以,如图273那样,当可动触点面转动到第1导体4a的上部时,电弧也受到向接头5一侧拉伸的作用力,与配置在覆盖第1导体4a的绝缘物15上面的电极19接触后受到冷却。这里,由于电极19和固定触头4处于电绝缘状态,所以,固定触头4一边的电弧斑直到最后都位于固定触点3或第2导体4e上,如该图中的电弧A那样,可以保持电弧的长度很长。结果,在维持高电弧电压的情况下可以抑制内部压力的增大。另外,由于切断动作后期的电弧被导引到电极19上,电弧容易和灭弧板6接触,被冷却、分割后容易灭弧,所以,可以得到具有优良的限流性能和切断性能的断路器。
实施例105图276是实施例105的电路断路器处于闭合状态的侧视图。图中,19是和第1导体4a处于电绝缘状态的电极,固定得从可动触头1一侧将覆盖在第1导体4a的切口的终端的绝缘物15a覆盖住。6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板。图中,省略了驱动机构等。图277(a)是同时表示和接头5连接的固定触头4、绝缘物15及电极19的斜视图;图277(b)是侧视图。
触点侧分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧地升高的情况和上述实施例104相同。然后,当可动触点面转动到第1导体4a的上部时,电弧受到向接头5一侧拉伸的作用力,同电极19接触。由于电极19将绝缘物15a覆盖住,所以,不会损伤绝缘物15a,从而也可以抑制发生的压力。另外,如图276那样,由于在切断动作后半期触点间的电弧被电极19分割断,在第1导体4a的上下分别被拉伸,所以,可以得到高电弧电压。另外,由于电弧容易和灭弧板6接触,被冷却、分割后容易灭弧,所以,可以得到具有优异的限流性能及切断性能并且不会损坏容器的安全的断路器。
实施例106图278是实施例106的电路断路器处于闭合状态的侧视图。图中,19是和第1导体4a保持电绝缘状态的电极,在比第1导体4a的切口的终端位置靠近接头5一侧穿过第1导体4a,上下两头露出。6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板。图中,省略了驱动机构等。图279(a)是同时表示和接头5连接的固定触头4、绝缘物15及电极19的斜视图,图279(b)是沿图279(a)的D-D线的剖面图。
触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧升高的情况,和上述实施例104和105相同。然后,当可动触点面转动到第1导体4a的上部时,电弧受到向接头5一侧拉伸的作用力,被挤压到绝级物15a上受到冷却,进行限流。进一步驱动,使电弧到达电极19后,进一步被冷却。此后,电弧如图278所示的那样被分割断,在第1导体4a的上下分别被拉伸。另外,由于电极周围被绝缘,电弧的截面积缩小,产生高电弧电压,电弧难于向固定触点3方向倒退,所以,可以一直维持高电弧电压。另外,电弧移动到电极19上后,还可以减轻压力的上升,并且,由于切断动作后期的电弧斑位于电极19上,所以,电弧容易和灭弧板6接触,被冷却、分割后容易灭弧。
实施例107图280是实施例107。图中,19是和第1导体4a保持电绝缘的管状的电极,在比第1导体4a的切口的终端4f的位置靠近接头5一侧穿过第1导体4a,上下露出。6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板。图中,省略了驱动机构。图281(a)是同时表示和接头5连接的固定触头4、绝缘物15及电极19的斜视图,图281(b)是沿图281(a)的D-D线的剖面图。
触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧升高的情况和上述实施例104~106相同。然后,当可动触点面转动到第1导体4a的上部时,电弧受到向接头5一侧拉伸的作用力,被挤压到绝缘物15a上受到冷却,进行限流。进一步驱动时,电弧到达电极19上,但是,由于电极19是管状的,所以,又被通过管孔的气流进一步冷却。此后,电弧如图280那样被分割,在第1导体4a的上下分别被拉伸。另外,由于电极周围被绝缘,电弧的截面积被缩小,产生高电弧电压,电弧难于向固定触点3方向倒退,所以,可以一直维持高电弧电压。另外,电弧转动到电极19上后,由于通过电极管孔的排气可以减小压力上升,并且由于在断开动作后期的电弧斑位于电极19上,所以,电弧容易和灭弧板6接触,被冷却、分割后容易灭弧。
另外,也可以如图282所示的那样,将第2导体4e向转动中心方向延伸,代替上述实施例104~107所示的固定触头4的固定着固定触点3的第2导体4e,使通过该部分第2导体4e的电流基本上和闭合状态时通过可动触头1的电流平行反向。这样,第2导体4e的电流路径产生的电磁力将增大将电弧向接头5一侧拉伸的作用力,另外,由于闭合状态时在可动触头1和固定触头4的第2导体4e之间作用着电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,触点刚分离开之后的电弧长度迅速增长,所以,电弧电阻急剧增大,进一步提高限流性能。
实施例108图283是实施例108的电路断路器处于闭合状态的侧视图,图中,20是由绝缘体构成的侧立板,从两侧以窄的间隔将可动触点2和固定触点3夹在中间。6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20相对于切口的几乎整个区域位于其内侧。图284表示可动触头1断开时的状态,图285(a)是和接头5连接的固定触头4的斜视图,图285(b)是同时表示接头5、固定触头4、绝缘物15、侧立板20及灭弧板6的斜视图。其它结构和实施例86相同,说明从略。
下面,说明其动作。图286是触点2、3刚分离开之后可动触点2的接触面还处于固定触头4的和接头5连接的第1导体4a的下方的状态。其中,箭头表示电流,为简单起见,省略了侧立板20和灭弧板6。从接头5到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径全部位于电弧A的上方。结果,该电流路径产生的对电弧作用的电磁力就是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。另外,由于通过固定触头4的第3导体4d的电流和电弧的电流方向相反,所以,通过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧向接头5一侧拉伸的力。因此,通过固定触头4的电流产生的电磁力全是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。结果,触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧地升高。
图287是从接头5一侧向可动触头1方向看时触点附近的剖面图。图中,可动触头1表示转动过程中的状态。触点2、3之间产生的电弧通过窄的间隔配置在触点两侧的侧立板20接触(以后,将侧立板和电弧接触的面称为灭弧面)而受到冷却后,电弧电压上升。另外,这时,由于侧立板20放出的气体的气压上升,也使可动触头1的转动速度加快,促进对电弧的驱动。
另外,如图227(c)所示,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a的上部空间ZO存在磁场,但是,比第1导体4a下方的小。因此,如果像图283那样设置灭弧板6,就会被第1导体4a在其上方产生的将电弧向接头5的反方向驱动的磁场吸收,并且电弧本身的电流也将增强驱动磁场。因此,即使如图288所示的那样,可动触点面转动到第1导体4a的上方,电弧也受到向接头5一侧作用的力,被挤压到覆盖切口的终端的绝缘物15a上而受到冷却。图中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了侧立板20和灭弧板6。结果,触点刚分离开之后急剧升高的电弧电阻进一步增大,并且维持高电弧电压。另外,由于即使可动触点面转动到第1导体4a的上部,电弧也和侧立板20接触,所以,由于上述气压的作用,可以防止可动触头1的转动速度减慢,从而可以得到具有优异的限流性能和切断性能的断路器。
实施例109图289是实施例109的电路断路器处于闭合状态的侧视图。20是以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20在该切口的开始部分位于其内侧。
由于侧立板20在灭弧板6的切口的开始部分挡住了灭弧板6和电弧直接接触,所以,具有减弱该部分灭弧板6的熔融以及强驱动磁场的效果,从而可以防止电弧在灭弧板6的切口开始部分发生桥路。另外,由于初始电弧的电弧直径不能扩大,所以,可以增强触点刚分离开之后强磁场的驱动力。还有,由于侧立板20的气压的作用,可以防止可动触头1的转动速度减慢,所以,可以得到具有优异的限流性能和切断性能的断路器。
实施例110图290是实施例110的电路断路器处于闭合状态时的侧视图。20是以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的灭弧板,侧立板20在该切口的顶头部分位于其内侧。
在触点刚分离开之后,固定触头4产生的强磁场迅速拉伸电弧,然后,当可动触点面转动到第1导体4a的上部,电弧被驱动到侧立板20处时,受到冷却,同时电弧直径被强制地缩小,当电弧进一步越过侧立板20到达灭弧板6,电弧直径扩大之后,便难于向可动触点2一侧倒退,所以,切断性能很好。另外,由于灭弧板6被侧立板20挡住的部分不会发生熔融,可以防止减弱第1导体4a上方的驱动磁场的增强效果,以及由于侧立板20引起的气压上升,在第1导体4a上方可以防止可动触头1的转动速度减慢,所以,可以得到具有优异的限流性能和切断性能的断路器。
实施例111图291(a)是实施例111的主要部分的侧视图。20是以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20在切口的几乎整个区域内位于其内侧,灭弧板6被该侧立板20挡住的不能与电弧直接接触的部分的板厚,比能和电弧直接接触的部分厚。图291(b)是从上面看图291(a)的俯视图。图292(a)~图292(d)是上述部分地改变板厚的灭弧板的形状的例子。
触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧地升高的情形,和上述实施例86~110相同。然后,当可动触点面移动到第1导体4a的上方时,如图227(c)所示的那样,该区域的驱动磁场将减弱,但是,如果把灭弧板6设置在第1导体4a的上方,就会吸收第1导体4a在其上方产生的将电弧向接头5的反方向驱动的磁场,并且,电弧本身的电流也会增强驱动磁场。但是,对于短路时那样大电流的情况,灭弧板6很快就会达到磁饱和,不能很有效地增强电弧驱动磁场。如果使用图291(a)、291(b)和图292(a)~292(d)那样的切口开始部分厚度较大的灭弧板6,就可以增强第1导体4a上方的电弧驱动磁场,而且,不容易发生磁饱和,电弧将被更强烈地拉伸。另外,在板厚较厚部分的内侧有侧立板20,不会与电弧直接接触,所以,不会产生熔融,可以防止减弱驱动磁场的增强效果,同时,即使这部分的间隔较小,也由于灭弧板6能和被驱动的电弧直接接触的部分保持着原来的间隔,所以,可以防止电弧产生桥路。当接近板厚较厚部分的间隔时,可以进一步延缓磁饱和。另外,由于侧立板20放出的气体的气压上升,在第1导体4a上方可以防止可动触头1的转动速度减慢。
实施例112图293(a)是实施例112的主要部分的侧视图。20是以窄的间隔设置触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20在该切口的几乎整个区域内位于其内侧,灭弧板6被该侧立板20挡住的不能与电弧直接接触的部分的上下间隔,比电弧能直接接触的部分的上下间隔小,灭弧板6的配置呈扇形分布。图293(b)是从上面看的本实施例的俯视图。图294(a)和图294(b)是配置上述灭弧板的其它例子。
触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧升高的情况,和前面所述的实施例相同。然后,当可动触点面移动到第1导体4a的上方时,如图227(c)所示的那样,该区域的驱动磁场减弱,但是,如果把灭弧板6配置在第1导体4a的上方,就会吸收第1导体4a在其上方产生的将电弧向接头5的反方向驱动的磁场,同时,电弧本身的电流也会增强驱动磁场。如果像图293(a)、293(b)、294(a)、294(b)那样,使灭弧板6的电弧能直接接触的部分的间隔保持不变,而将被侧立板20挡住的部分的上下间隔减小,就不会发生电弧的桥路,而在触点附近将驱动磁场集中,并且还可以延缓磁饱和,所以,可强烈地将触点附近的电弧持续地向接头5方向驱动,从而可以减少触点损耗。
另外,由于灭弧板6被侧立板20挡住的部分不会发生熔融,可以防止减弱第1导体4a上方的驱动磁场的增强效果,同时,由于侧立板20引起的气压上升,在第1导体4a的上方可以防止可动触头1的转动速度减慢。
实施例113图295是实施例113的主要部分的侧视图。20是以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20在切口的几乎整个区域内位于其内侧。在侧立板20上,在从能与电弧接触的灭弧面不能直接看到灭弧板6的位置开设有孔20a,图296是侧立板20和灭弧板6的一部分构成的斜视图。
图297是从接头5一侧向可动触头1方向看时触点附近的剖面图。图中,可动触头1处于转动中的状态。触点2、3之间产生的电弧接触到以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板20时,电弧受到冷却,这时,侧立板20放出的气体将使对灭弧板6的局部地方压力急剧上升。如果在侧立板20上开有图示的孔20a,就会在图示的箭头路径上产生气流,从而可以缓和上述局部地方压力的急剧上升。
另外,通过在侧立板20上开孔20a,可以增大触点间的绝缘距离,从而,可以充分减小通过切断时引起的灭弧面炭化及附着在灭弧面上的炭化物、金属熔融物等在断开状态下造成触点2、3间绝缘击穿的危险性。
和前面所述的实施例86~112一样,灭弧板6被侧立板20挡住的部分不发生熔融,可以防止减弱第1导体4a上方驱动磁场的增强效果,同时,由于侧立板20引起的气压上升,还可以防止在第1导体4a上方可动触头1的转动速度减慢。
实施例114图298是实施例114的主要部分的斜视图。图中,20是以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20配置在该切口的内侧。侧立板20的灭弧面的背面设有沟槽,灭弧板6从接头5一侧插入并保持在该沟槽内。
这样,将灭弧板6保持在侧立板20上,就不需要先前保持灭弧板6的灭弧侧板了。于是,不仅减少了结构部件数,而且保持方法也简单,所以,容易装配。另外,和前面所述的实施例一样,可以防止减弱第1导体4a上方驱动磁场的增强效果。同时,由于侧立板20引起的气压上升,可以防止在第1导体4a上方可动触头1的转动速度减慢,从而可以得到具有优异的限流性能和切断性能、并且廉价的容易组装的断路器。
实施例115图299是实施例115的主要部分的斜视图。图中,20是以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20配置在该切口的内侧。在侧立板20靠近接头5一侧设有沟槽,灭弧板6从接头5一侧插入并保持在该沟槽内。
这样,将灭弧板6保持在侧立板20上,就不需要先有的保持灭弧板6的灭弧侧板了,不仅减少了结构部件,而且保持方法也简单,所以,组装容易。另外,和前面所述的实施例86~114一样,可以防止减弱第1导体4a上方驱动磁场的增强效果,同时,由于侧立板20引起的气压上升,可以防止在第1导体4a上方可动触头1的转动速度减慢,从而可以得到具有优异的限流性能和切断性能、并且廉价的组装容易的断路器。
实施例116图300是实施例116的主要部分的斜视图。图中,20是以窄的间隔设置在触点两侧的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20配置在该切口中的内侧。7是从两侧夹住并保持灭弧板6的灭弧侧板。侧立板20具有钩状部分,将该钩状部分勾住灭弧侧板7的上部,悬挂着保持住。图301是在别的实施例中将钩状部分勾住灭弧侧板7的下部进行保持的方法。另外,也可以在上部和下部两头都设有钩状部分。
这样,将侧立板20保持在灭弧侧板7上,不但构成简单,而且容易组装。另外,和前面所述的实施例86~115一样,可以防止减弱第1导体4a上方驱动磁场的增强效果,同时,由于侧立板20引起的气压上升,可以防止在第1导体4a上方可动触头1的转动速度减慢,从而可以获得具有优异的限流性能和切断性能、并且容易组装的断路器。
另外,也可以像图302所示的那样,将第2导体4e向转动中心方向延伸,代替上述实施例108~116所示的固定触头4的固定着固定触点3的第2导体4e,使通过该部分第2导体4e的电流基本上和闭合状态时通过可动触头1的电流平行反向。这样,第2导体4e的电流路径产生的电磁力将增大将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。另外,由于闭合状态时在可动触头1和固定触头4的第2导体4e之间作用着电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,触点刚分离开之后的电弧长度很快增长,所以,电弧电阻急剧增大,进一步提高限流性能。
实施例117图303是实施例117的电路断路器处于闭合状态时的侧视图,图中,20是从两侧以窄的间隔将触点夹在中间、由绝缘体构成的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口的灭弧板,侧立板20相对该切口的几乎整个区域位于其内侧。另外,图304是灭弧板6的形状一例的侧视图,图305是从接头5一侧向可动触头1方向看时表示灭弧板6和侧立板20的结构的触点附近的剖面图。设在灭弧板6的切口内侧的突起部插入侧立板20上开设的孔内,稍微伸出灭弧面。图306表示可动触头1断开的状态,固定触头4的和接头5连接的第1导体4a位于可动触点2的接触面的下方。图307(a)是和接头5连接的固定触头4的斜视图,图307(b)是同时表示接头5、固定触头4、绝缘物15、侧立板20和灭弧板6的斜视图。其它结构和实施例86相同,说明从略。
下面,说明其动作。图308表示触点2、3刚分离开之后可动触点2的接触面还处于固定触头4的与接头5连接的第1导体4a下方的状态。图中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了侧立板20和灭弧板6。从接头5到固定触头4的第1导体4a构成的电流路径全部位于电弧A的上方。结果,该电流路径产生的对电弧作用的电磁力是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。另外,由于通过固定触头4的第3导体4d的电流和电弧的电流方向相反,所以,通过第3导体4d的电流产生的电磁力也是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。因此,通过固定触头4的电流产生的电磁力都是将电弧向接头5一侧拉伸的作用力。结果,触点刚分离开之后的电弧被强烈地拉伸,电弧电阻急剧地升高。
在图309中,表示可动触头1在转动过程中的状态。触点2、3间发生的电弧A通过与以窄的间隔配置在触点两侧的侧立板20接触(以后,将侧立板20被电弧接触的面称为灭弧面)而受到冷却,电弧电压上升。另外,由于电弧与灭弧板6的比灭弧面稍微伸出去的突起部接触,还可以增加冷却效果,缓和压力上升。这时,由于侧立板20放出的气体的气压上升,使可动触头1的转动速度加快,也可以促进电弧的驱动。
另外,如图227(c)所示的那样,由于通过第2导体4e和第3导体4d的电流的影响,在第1导体4a的上方空间ZO存在磁场,但是,比第1导体4a下方的小。因此,如果如图303那样,设置灭弧板6,就可以吸收第1导体4a在其上方产生的将电弧向接头5的反方向驱动的磁场,同时,电弧本身的电流也可以增强驱动磁场。因此,即使如图309所示的那样,可动触点面转动到第1导体4a的上部,电弧也受到向接头5一侧拉伸的作用力,被挤压到覆盖在狭缝终端的绝缘物15a上而受到冷却。图中,箭头表示电流,为了简单起见,省略了侧立板20和灭弧板6。结果,触点刚分离开之后急剧上升的电弧电阻由于侧立板20和灭弧板6的冷却效果进一步增大,并且维持高电弧电压。这时,电弧和灭弧板6接触后,可以缓和压力上升,防止损坏容器。另外,即使可动触点面转动到第1导体4a的上部,由于电弧还可以和侧立板20接触,所以,由于上述气压的作用,可以防止可动触头1的转动速度减慢,从而可以得到具有优异的限流性能和切断性能的断路器。
另外,由于侧立板20可以利用灭弧板6的突起部来保持,所以,可以获得组装容易、价格低廉的断路器。
实施例118图310是实施例118触点附近的剖面图。20是以窄的间隔设置在触点两侧的在多处开孔的侧立板,6是具有不妨碍可动触头1转动的切口并在切口内侧具有突起部的灭弧板,将灭弧板6的突起部插入到侧位板20的孔内。另外,图中,灭弧板6的突起部处于灭弧面的外侧。
在本实施例中,也和前面所述的实施例一样,由于固定触头4的结构的原因,在触点刚分离开之后,电弧电压急剧地上升。然后,电弧和侧立板20接触后受到冷却,但是,由于灭弧板6的突起部处于灭弧面的外侧,所以,电弧容易和灭弧面的孔的边角接触而发生熔化,所以,可以增加冷却效果。另外,由于电弧还会和灭弧板6的突起部相接触,所以,可以减小断路器内部的压力,并且灭弧板6的熔融很少。另外,即使可动触头1转动到第1导体4a的上部,由于侧立板20的气压作用,也可以防止可动触头1的转动速度减慢,从而可以获得具有优异的限流性能的内部压力小的断路器。
另外,在上述实施例117和118中,也可以使灭弧板6的突起部和灭弧面处于同一平面上。这时,由于电弧在和侧立板20接触的同时,也和灭弧板6接触,所以,一开始即可有效地进行冷却和减小压力。不仅灭弧板6的熔融现象少,并且可以持续地保持其效果。
另外,也可以像图311所示的那样,将第2导体4e向转动中心方向延伸,代替上述实施例117和118所示的固定触头4的固定着固定触点3的第2导体4e,使通过该部分第2导体4e的电流基本上和闭合状态时通过可动触头1的电流平行反向。这样,第2导体4e的电流路径产生的电磁力将增大将电弧向接头5一侧拉伸的作用力,另外,由于闭合状态时在可动触头1和固定触头4的第2导体4e之间作用着电磁排斥力,使可动触头1的转动速度增大,触点刚分离开之后的电弧长度很快增长,所以,电弧电阻迅速增大,进一步提高限流性能。
另外,在上述实施例86~118中说明了断路器的情况,但是,也可以用于其它开关,并且可以获得和上述实施例86~118相同的效果。
实施例119下面,参照

本发明的实施例119。图312是作为实施例119的开关,将容器剖开的电路断路器处于闭合状态时灭弧板的侧视图,图313是图312的电路断路器变为断开状态的侧视图,和图4~图10相同或相当的部分标以相同的符号,省略重复的说明。
图中,107是和电源系统一侧的接头105连接的第1导体,在闭合状态时,如图312所示,第1导体107位于构成排斥触头103的导体103a的上部,向水平方向延伸。108是连接上述第1导体107和排斥触头103的第2导体,第2导体108由不会妨碍上述排斥触头103转动的可挠性导体构成。因此,上述第1导体107和上述第2导体108构成使上述排斥触头103和上述接头105保持电气连接的导体。
图314是图312中的排斥触头和第1导体及第2导体的关连结构的平面图,图315是图314的正面图,图316是图314的斜视图。
在这些图中,170是设在第1导体107上的略呈U字形的狭缝,该狭缝170是为了容许可动触头101和排斥触头103的开关动作而设的。107a和107b是由于上述狭缝170而形成的上述第1导体107的两侧导体,108a和108b是构成第2导体108的左右两个可挠性导体,这两个可挠性导体108a和108b将上述第1导体107的狭缝170的开放端(接头5的反向的第1导体107的端部)和排斥触头103连接。118是绝缘物,覆盖在可动触头101断开时从可动触点102的表面看到的上述第1导体107上。该绝缘物118由绝缘物118a、绝缘物118b和绝缘物118c构成一个整体,绝缘物118a覆盖在第1导体107的表面;绝缘物118b覆盖在上述第1导体107的狭缝170的两个内侧面;绝缘物118c覆盖在上述狭缝170的靠近接头105一侧的内端面。这里,上述排斥触头103在方向向下的大于绞丝弹簧109的方向向上的力作用下,可以转动,并且由制动器112限制最大断开的位置。其它结构和图4及图5相同。
下面,说明其动作。
在图312所示的闭合状态下,可动触点102和排斥触点104在对排斥触点103施加方向向上的转动力的绞丝弹簧109和可动触头101的触压弹簧(图中未示出)的作用下,在指定的接触压力下相互接触在一起。该接触压力是按照在通常的负载电流及过负载电流那样的小电流情况,可动触点102和排斥触点104不会分离开来设定的。在小电流切断动作中,和先有的电路断路器一样,可动触头101只向上方转动,排斥触头104保持在闭合状态的位置。
图317是电路断路器处在闭合状态时电极的侧视图,图中,用细箭头表示从接头5到可动触头101的电流路径。电流从接头5流入,从可动触头101的转动中心P1附近流出。
当通过短路电流等大电流时,由于通过可动触头101和排斥触头103的电流方向相反,所以,相互作用电磁排斥力,分别成为向断开方向作用的力F,与先有的电路断路器相同。
但是,在本发明的电路断路器的电极结构中,通过构成排斥触头103的导体103a的电流和通过第1导体107的电流方向相反,并且,排斥触头103的导体103a位于第1导体107的下方。所以,在上述排斥触头103和第1导体107之间也作用电磁排斥力,而且,该电磁排斥力是使上述排斥触头103向下转动的作用力F。此外,由于通过第2导体108的电流和排斥触头103的导体103a部分产生的磁场在纸面上是从内指向外的,所以,该磁场产生的力也是使排斥触头103转动的作用力。
即,不仅可动触头101,而且从接头105到排斥触头103之间的所有电流路径都产生使上述排斥触头103向断开方向转动的电磁力。因此,利用本发明的电路断路器的电极结构,可以大幅度地增大使上述排斥触头103向断开方向转动的电磁力。如前所述,断开初期触点102和104之间的距离的增大,对惯性矩小的排斥触头103的转动速度有很大的贡献。因此,按照本发明的电路断路器的电极结构,触点的断开速度大幅度地增大,电弧电压急剧地上升。
图318是实施例119的电路断路器在触点刚分离开之后状态的电极的侧视图。
在触点刚分离开之后,在第1导体107的下方发生电弧A,这时,通过上述第1导体107→第2导体108→排斥触头103的电流产生的磁场在纸面上从内指向外。该磁场对排斥触点104上的电弧A施加方向指向接头5方向的力Fm。
即,接头5和排斥触点104之间的所有电流产生的电磁力可将电弧A拉长。因此,电弧长度大于触点间的距离,从而使得电弧电压急剧地上升。
图319是是图318中的可动触头101和排斥触头103达到最大断开状态时电极的侧视图。
随着可动触头101和排斥触头103向断开方向转动,上述可动触头101与上述排斥触头103的距离增大,所以,上述可动触头101对上述排斥触头103的电磁排斥力减弱,但是,上述排斥触头103和第1导体107及第2导体108的位置关系没有大变化,所以,第1导体107和第2导体108对上述排斥触头103作用的电磁力减小不大。因此,即使上述可动触头101和上述排斥触头103断开到最大状态,使上述排斥触头103向断开方向转动的力也不会减小很多,即使电流减小,排斥触头103也难于向回倒退,可以长时间维持最大触点间距离。因此,容易维持最大电弧电压。
通常,在短路电流那样的大电流电弧情况下,从触点上电弧的根部沿垂直触点面的方向喷出触点蒸发的金属蒸气流,该金属蒸气流是电弧A的主要构成物。
在本实施例119中,如图319所示的那样,从可动触点102的表面喷出的金属蒸气流喷射到覆盖第1导体107上的绝缘物118上后,电弧A被冷却。另外,如前所述,所有的电流路径对第1导体107下方的电弧A向接头5方向作用电磁力。结果,电弧A被挤压到第1导体107的绝缘物118特别是第1导体107的狭缝107内端面的绝缘物118c上而受到冷却作用。由于冷却效果,电弧电压进一步增大。
如上所述,按照本实施例119,在触点刚分离开之后,可以使电弧电压急剧上升,并维持高电弧电压,所以,可以获得具有优异的限流性能的电路断路器。
实施例120图320是实施例120的电路断路器处于闭合状态的电极的侧视图。
在上述实施例119中,图示和说明了可动触头101和排斥触头103处于闭合状态时,可动触点102和排斥触点104的接触面位于第1导体107上方的情况,但在本实施例120中,在图320所示的闭合状态时,第1导体107位于排斥触头103的导体103a的上方,也位于可动触点102和排斥触点104的接触面的上方。采用这样的结构时,也能获得和上述实施例119的情况相同的效果。
另外,按照本实施例120,即使在排斥触头103不动作的小电流切断的情况下,如图321所示的那样,上述排斥触头103也位于第1导体107的下方,并且,在第1导体107的下方也存在电弧A。从第1导体107到排斥触头103的所有电流路径都对该电弧A施加向接头5方向的电磁力,所以,电弧A被向接头5方向拉长,并被挤压到第1导体107的绝缘物118上而受到冷却。因此,采用实施例120那样的电极结构,可以提高小电流切断时的切断性能。
实施例121图322是实施例121的电路断路器处于闭合状态的电极的侧视图。
在本实施例121中,在闭合状态时第1导体107位于可动触头101的导体101a的上方。采用这样的结构时,也可以得到同样的效果。
此外,按照本发明,在触点闭合时,通过第1导体107和可动触头101的导体101a的电流方向相同,相互吸引,所以,在短路电流切断时的初期,使上述可动触头101向断开方向转动的力不仅是上述排斥触头103的电磁排斥力,还有通过第1导体107的电流产生的电磁力。因此,在短路电流切断时的初期,就能使可动触头101的转动加快,增大触点分离速度,提高限流性能。
另外,如上述实施例119、120和121所示的那样,使接头105和第1导体107处于同一个面上,则通过上述接头105的电流也对可动触头101、排斥触头103和电弧施加和通过第1导体107的电流同样的电磁作用,从而,可以进一步提高限流性能。
实施例122图323是实施例122的电路断路器处于闭合状态的电极的侧视图。
在本实施例122中,使接头105位于第1导体107的上方,利用垂直方向的第3导体119将接头5和上述第1导体107连接在一起,同时,用绝缘物118e覆盖处于断开状态时从可动触点102一侧能看到的第3导体119的部位。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例119的情况相同的效果。
另外,按照本实施例122,在图323所示的可动触头101的断开状态下,通过第3导体119的电流和通过电弧A的电流方向相反,相互排斥,所以,第1导体107上方的电弧A向接头5方向延伸,由于上述第3导体119的电流的作用,又被向回挤压,使电弧A接触不到电源隔板120。因此,可以减轻电源隔板120的损伤,另外,还可以减少从排气孔117排放的电弧的热气。
图324是实施例122的变形例电路断路器的灭弧部分的侧视图。在该变形例中,用上述电源隔板120兼作上述第3导体119的绝缘,代替图323中第3导体119的绝缘物118e,这时,也可以获得同样的效果。
实施例123图325是实施例123的电路断路器处于断开状态的电极的侧视图。
在本实施例123中,和上述实施例122的情况相反,使接头5位于第1导体107的下方,通过垂直方向的第3导体119将接头105和上述第1导体107连接在一起,采用这样的结构,也可以获得和上述实施例119的情况相同的效果。
另外,按照本实施例123,如图325所示,通过第3导体119的电流和通过电弧A的电流方向相同,相互吸引。结果,增大将第1导体107下方的电弧A向接头5方向拉伸的电磁力,电弧A被强烈地挤压到绝缘物118上而受到冷却,提高了冷却效果,因此,可以提高限流性能。
实施例124图326是实施例124的电路断路器处于断开状态的电极的侧视图。
在本实施例124中,使在图325的结构中通过第3导体119与第1导体107连接在一起的位于上述第1导体107下方的接头105,处于闭合状态时排斥触头103的排斥触点104的表面上方。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例123的情况相同的效果。
另外,按照本实施例,在图326所示的小电流切断时,即使排斥触头103不动作时,通过接头5的电流也对上述排斥触点104上的电弧A产生向接头5方向拉伸的电磁力。因此,使用本实施例124的电极结构,可以增大拉伸电弧A的电磁力,从而可以获得提高小电流切断性能的效果。
实施例125图327是实施例125的电路断路器处于断开状态的电极的侧视图,图328是图327的排斥触头处于断开状态的电极的侧视图。
在本实施例125中,在利用第3导体119将接头105和第1导体107连接在一起的结构中,使上述接头5位于第1导体107的下方,并且,在图327所示的排斥触头103处于闭合位置时,位于排斥触点104的表面的下方,排斥触头103达到最大断开状态时,如图328所示,上述接头5至少比排斥触头103的103b处更靠上方。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例123的情况相同的效果。
另外,按照本实施例125,在排斥触头103的最大断开状态时,由于排斥触头103的103b处位于接头5的下方,所以,通过该接头5的电流对排斥触头103的103b处产生向断开方向作用的电磁力。因此,使排斥触头103断开的可动触头101和第1导体107产生的电磁力随排斥触头103转动而减小,但是,通过上述接头105的电流产生的电磁力可以对减小部分进行一定程度的补偿。结果,可以得到限流性能更优异的电路断路器。
图329是实施例125的变形例电路断路器在小电流切断时只有可动触头处于断开状态的电极的侧视图,图330是在大电流切断时图329中的可动触头和排斥触头都处于断开状态的电极的侧视图。
在该变形例中,使排斥触头103的转动中心P2位于接头105的下方,可以得到和上述实施例125相同的效果。
实施例126图331是实施例126的电路断路器处于闭合状态的电极的侧视图。
在本实施例126中,使用第2导体108将第1导体107和排斥触头103的连接,在上述排斥触头103的转动中心P2和排斥触点104之间进行。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例119的情况相同的效果。另外,在本实施例126中,通过上述排斥触头103的电流,都是从转动中心P2向排斥触点104方向流动。
这里,可动触头101和第1导体107产生的磁场对通过排斥触头103的电流作用的是方向向下的力,如果还有电流从上述转动中心P2向固定着排斥触点104的相反方向的排斥触头103的导体部分流动,则对该电流产生的电磁力相对转动中心P2形成使排斥触头103向闭合方向转动的力矩。
但是,在本实施例126中,由于没有电流从上述转动中心P2向排斥触点104的相反方向通过,所以,电磁力相对转动中心P2都形成使上述排斥触头103向断开方向转动的力矩。结果,排斥触头103的转动速度进一步增大。
图332和图333是实施例126的两个不同变形例的电极的侧视图。
在图332所示的变形例中,使第2导体108将第1导体107和排斥触头103的连接,在上述排斥触头103的转动中心P2的位置进行,在图333所示的变形例中,第2导体108在可动触头的反方向一侧绕过排斥触头103的上述转动中心P2,第2导体108在比转动中心P2靠近上述排斥触点104的一侧和上述排斥触头103连接。不论哪种情况,都能获得和上述实施例126的情况相同的效果。
实施例127图334(a)是实施例127的电路断路器处于闭合状态的电极的侧视图,图334(b)是沿图334(a)的A-A线的剖面图。在图334(b)中,省略了图334(a)的可动触头。
在本实施例127中,如图334(a)所示,将排斥触头103的转动中心P2设在第2导体108和排斥触点104之间。另外,如图334(b)所示,利用第2导体108的可挠性导体108a和108b将第1导体107的狭缝170两侧的导体107a和107b同排斥触头103连接成一体。
采用这样的结构,在闭合状态通过短路电流等大电流时,如图334(b)所示,通过第2导体108两侧的可挠性导体108a和108b的电流的平行成分相互吸引,由于上述可挠性导体108a和108b的可挠性而对排斥触头103作用方向向上的合力F。该合力F在上述排斥触头103上的作用点在第2导体108的上述可挠性导体108a和108b与排斥触头103连接的位置,即,位于图中排斥触头103的转动中心P2的左侧,所以,上述合力F形成使上述排斥触头103向断开方向转动的力矩。因此,按照本实施例127,可以将作用在第2导体108上的电磁力变换为使排斥触头103向断开方向转动的转动力,从而可以提高排斥触头103转动速度。
实施例128图335是实施例128的电路断路器的电极的侧视图,图336是图335的剖面图。图中,Pa是可动触头101和排斥触头103开关时的轨迹所在的平面,N是排斥触点104的表面中心,Pb是与排斥触点104的表面垂直并且通过上述中心点N与上述平面Pa垂直的平面,设由平面Pb决定的上述排斥触头103的导体103a的剖面中心为A,通过该中心与第1导体107的平面Pa两侧的导体107a和107b垂直的平面为Pc。另外,由上述平面Pc决定的上述导体107a和107b的各剖面的中心分别为图336所示的B和C。
在本实施例128中,如图336所示,三角形ABC是以BC为底边的等边三角形,设AB和BC的夹角为θ,则θ=45°±10°。采用这样的结构也可以获得和上述实施例119相同的效果,同时还有以下优点。
在本实施例128中,设从接头5流入的电流为Ⅰ,第1导体107的两侧导体107a和107b均等于通过Ⅰ/2的电流,然后,电流Ⅰ通过排斥触头103。可以认为,这些电流近似的分别通过导体107a和107b的中心B、C及A。设图336所示的等边三角形ABC的底边BC的中点为原点O,取OC方向为X轴,OA方向为Y轴,设通过B、C点的电流在纸面上为从里向外,则这些电流在A点产生的合磁场为X方向。由于通过上述A点的电流在纸面上为从外向里,所以,该合磁场对A点的电流产生Y方向的电磁力。因此,如前所述,排斥触头103受到通过第1导体107的电流向断开方向作用的转动力。设该合磁场为B,则Bx=KμoⅠsin2θ/(4πL)其中,K为比例系数,μo为真空磁导率,π为圆周率,L为中心B和C之间的距离。显然,在θ=45°处,Bx具有最大值。设该最大值为Bmax,则在θ=45°±10°的范围内,Bx≥0.94Bmax因此,在闭合状态时,相对于第1导体107的两侧导体107a和107b产生的使排斥触头103向断开方向转动的磁场的最大值,在本实施例128的电极结构中,至少可以使0.94以上的磁场作用于排斥触头103,从而可以提高短路电流断开时初期的排斥触头103的转动速度。
实施例129图337(a)是实施例129的电路断路器的电极的侧视图,图337(b)是图337(a)的剖面图。在这些图中,省略了可动触头101和绝缘物118。
在本实施例129中,和上述实施例128的情况一样,排斥触头103处于闭合状态时,设第1导体107的两侧导体107a及107b和排斥触头103的导体103a的中心分别为B、C、A,如图337(b)所示,三角形ABC的底角B和C的角度θ=θ′小于45°。
图338(a)是图337(a)的排斥触头103处于断开状态的电极的侧视图,图338(b)是图338(a)的剖面图。
在上述排斥触头103的最大断开状态时,如图338(a)所示,设通过该排斥触头103的导体103a的中心A、与第1导体107的两侧导体107a及107b垂直的平面为Pc′。另外,如图338(b)所示,设第1导体107的两侧导体107a及107b的剖面的中心分别为B′和C′,则三角形AB′C′的底角θ=θ″大于45°。采用这样的结构,也可以获得和上述实施例119相同的效果。此外,还有以下优点。
如在上述实施例128中所述的那样,通过第1导体107的两侧导体107a及107b的电流产生的对排斥触头103作用的磁场最大值是在θ=45°处。
因此,使用本实施例129的电极结构,随着排斥触头103向断开方向转动,第1导体107产生的对排斥触头103向断开方向作用的电磁力增大。结果,可以补偿可动触头101产生的使排斥触头103向断开方向转动的电磁力随着排斥触头103的转动而减小的部分,从而可以避免排斥触头103的转动速度减小。
此外,当排斥触头103转动到使得θ大于45°时,第1导体107产生的使排斥触头103向断开方向转动的电磁力减小,所以,排斥触头103的转动速度也随之减小。当排斥触头103达到最大断开状态时,被制动器112止住向下转动,由于上述排斥触头103的转动速度减小,可以减轻该排斥触头103对制动器112的冲击力。因此,可以防止对上述制动器112的损伤及排斥触头103的反跳。
图339和图340是本发明实施例的电路断路器的两个不同变形例的电极的侧视图。
在上述实施例119~129中,第1导体107基本上是呈水平状的,但是,也可以如图339和图340所示的那样,将上述第1导体107形成倾斜状。
图341是本发明实施例的电路断路器别的变形例的电极的平面图,图342是图341的侧视图,图343是图342的底视图。
在该变形例中,不仅在上述第1导体107的上表面(断开时可动触头101相对的面)上,而且在其反面即上述第1导体107的下表面上也用绝缘物118e覆盖起来。
图344和图345是本发明实施例的电路断路器的其它不同变形例的电极的侧视图。在这些变形例中,将覆盖第1导体107的狭缝170的内端面的绝缘物118c向上延伸,使在可动触头101断开时与电弧A接触的面积进一步增大。
图346(a)是本发明实施例的电路断路器的又一变形例的电极的平面图,图346(b)是沿图346(a)的B-B线的剖面图。
在本变形例中,在覆盖第1导体107的狭缝170的内表面的绝缘物118b和118c中,使最容易受电弧损伤的覆盖上述狭缝170的靠近接头5一侧内端面的绝缘物118c的厚度大于其它绝缘物118b。
图347是本发明实施例的电路断路器的另一变形例的电极的侧视图,图348是图347的平面图,图中省略了可动触头。
在上述实施例119~127及129、130中,连接第1导体107和排斥触头103的第2导体108由两个可挠性导体108a和108b构成。但在本变形例中,连接上述第1导体107和排斥触头103的第2导体108用一个可挠性导体构成。即,在本变形例中,在第1导体107上形成图348所示和窗口状的开口170′,代替上述实施例中第1导体107的呈U字形的狭篷170,用由一个可挠性导体构成的第2导体108将接头5反方向的第1导体107的端部和排斥触头103连接成一体。
图349是本发明实施例的电路断路器其它变形例的电极的侧视图,图350是省略了图349中的可动触头和绝缘物的正面图。
在本变形例中,在具有狭缝170的第1导体107上,在接头5反方向的两侧导体107a及107b的端部整体地形成下垂导体107c,同时,用水平导体107d将两个垂导体107c的下端连接成一体,并用由一个可挠性导体构成的第2导体108将该水平导体107d与上述排斥触头103连接成一体。
图351是本发明实施例的电路断路器的别的变形例的电极的侧视图,图352是省略了图351中的绝缘物的正面图。
在本变形例中,在具有狭缝170的第1导体107上,在接头5反方向的两侧导体107a及107b的端部连接成一体而下垂的第2导体108的各个下端,整体地设有从两侧夹持排斥触头103的支架120,将上述排斥触头103的转动中心轴P2支承在该支架120上。
实施例130图353是本发明实施例130的电路断路器在排斥触头处于闭合状态的电极的侧视图,图354是图353的排斥触头变为断开状态的电极的侧视图。
图中,112是凸状制动器,该制动器112具有基本上与大致保持水平姿势的排斥触头103平行的上表面,121是与上述排斥触头103的下表面连成一体的导引棒,122是设在上述制动器112上的导引孔,上述导引棒121可以滑动自由地嵌入该导引孔122内。109a和109b是安装在上述排斥触头103和上述制动器112之间的触压弹簧,这两个触压弹簧109a和109b将上述排斥触头103向闭合方向推压。
本实施例130和上述实施例的不同点在于和上述实施例119~121及129、130中排斥触头103的开关动作以转动中心P2为支点进行转动相反,在本实施例130中,上述排斥触头103以垂直方向的升降进行开关动作,这样也可以获得和上述实施例的情况相同的效果。
图355是本发明实施例的电路断路器别的变形例的电极的斜视图。在该变形例中,第1导体107只具有单边的导体107a,这时也可以获得同样的效果。
另外,在上述实施例119~130中说明了电路断路器的情况,但是也可以适用于其它开关,同样可以获得和上述实施例119~130相同的效果。
如上所述,按照本发明的第1个方面,在触点刚分离开之后,固定触头的所有电流路径都产生将电弧向接头一侧拉伸的电磁力,可以使电弧电压急剧地上升,此外,即使可动触头的断开距离增大,由于狭缝的绝缘物对电弧的冷却作用,可以发生并维持高电弧电压,所以,可以获得具有优异的限流性能的开关。
按照本发明的第2个方面,使第2导体从固定触点的位置到接头的相反方向的部位具有在闭合状态时大致和可动触头平行的部分,所以,电磁力使可动触头的断开速度迅速上升,从而具有进一步提高限流性能的效果。
按照本发明的第3个方面,通过使固定触头形成略呈U字形的形状,该固定触头的成形加工颇为容易。另外,在上述固定触头上,在位于固定触点的固定面上方的导体上设有容许可动触头的开关动作的狭缝,这样,上述固定触头就不会妨碍上述可动触头的开关动作。
按照本发明的第4个方面,将第1导体只配置在可动触头的开关动作描绘的轨迹平面的左边或右边,这样,便可得到限流性能好、并且难于被大电流切断时容器内发生的压力损坏的开关。
按照本发明的第5个方面,使构成可动触头的一部分的可动导体左右方向的宽度小于可动触点的宽度,可以防止可动触点脱落,同时,还具有增大可动触头上下方向的机械强度、防止可动触头变形的效果。
按照本发明的第6个方面,可动触头受到通过固定触头的所有电流向断开方向作用的强电磁力,迅速断开,触点间距离增大,同时,在触点刚分离开之后,通过构成上述固定触头的导体的所有电流都将电弧向接头方向拉伸,电弧长度增大,电弧电压急剧地上升,然后,电弧还被挤压到覆盖第1导体的绝缘物上,所以,可以发生并维持高电弧电压。
按照本发明的第7个方面,在刚断开之后,可以最大限度地利用固定触头的第1导体的电流产生的吸引可动触头的力,从而可以迅速提高断开速度。
按照本发明的第8个方面,在触点刚断开之后,固定触头的所有电流路径都产生将电弧向接头一侧拉伸的电磁力,可以急剧地升高电弧电压,此外,通常,通过固定触头的电流产生的电磁力是对可动触头的一部分向转动方向作用的力。即使可动触头的断开距离增大,由于覆盖在固定触头的第1导体上的绝缘物对电弧的冷却作用,也可以发生并维持高电弧电压,所以,可以获得具有优异的限流性能的开关。
按照本发明的第9个方面,固定触头形成略呈U字形的形状,在触点刚分离开之后,固定触头的所有电流路径都产生将电弧向接头一侧拉伸的电磁力,可以急剧地提高电弧电压,即使可动触头的断开距离增大,由于覆盖固定触头的第1导体的绝缘物对电弧的冷却作用,也能发生并维持高电弧电压,并且,不会影响固定触头产生的将电弧向接头方向拉伸的电磁力,所以,可以得到固定触头不会发生绝缘击穿的具有优异的限流性能的开关。
按照本发明的第10个方面,触点间发生的电弧被两侧的灭弧侧板夹在中间,利用这两块灭弧侧板阻止该灭弧侧板间的上述电弧向横向扩展,从而可对刚断开之后的电弧作用很强的电弧驱动磁场,大大发挥灭弧侧板的作用,在断开状态下,可以强制地将电弧挤压到绝缘物上进行冷却,所以,可以获得限流切断性能优异的开关。
按照本发明的第11个方面,可以对刚断开之后的电弧施加强大的电弧驱动磁场,大大发挥灭弧侧板的作用,在断开状态下可以强制地将电弧挤压到绝缘物上进行冷却,此外,由于第1导体下方空间的压力上升,将电弧向上吹送,可将电弧拉长,同时还可以使可动触头的断开速度增大,所以,可以得到限流切断性能优异的开关。
按照本发明的第12个方面,在触点刚分离开之后,由于固定触头的所有电流路径都产生将电弧向接头一侧拉伸的电磁力,可以将可动触头刚断开后的电弧拉长,同时,与配置在固定触头的第1导体下方的灭弧板接触后又受到冷却,所以,可以急剧地提高电弧电压。此外,即使可动触头的断开距离增大,由于绝缘物对电弧的冷却作用,也可以发生并维持高电弧电压,所以,可以得到具有优异的限流性能的开关。
按照本发明的第13个方面,刚断开之后通过固定触头的所有电流对固定触头的第1导体的下方空间都产生向电源系统方向作用的电磁力,强烈地拉伸电弧,可以对刚断开之后的电弧施加强大的驱动磁场,所以,电弧电压迅速上升,另外,可以利用磁性极吸收通过上述固定触头的电流在上述第1导体的上方空间产生的反向磁场,从而可以得到限流切断性能优异的开关。
按照本发明的第14个方面,使灭弧板中的一个灭弧板和覆盖第1导体的上部及下部的绝缘物至少其中一方保持面接触,电弧和覆盖第1导体的绝缘物接触后产生的气体可以防止开关内部的压力异常上升,同时,通过保护绝缘物,还可以防止绝缘击穿,可以发生并维持高电弧电压,从而可以得到具有优异的限流性能、安全性高的开关。此外,还可以有效地增加灭弧板的数量,提高对电弧的冷却效果,使电弧迅速地熄灭。
按照本发明的第15个方面,在第2导体上设有电弧滑行板,可以迅速将触点刚分离开时触点上的电弧斑移动到电弧滑行板上,减轻电弧对固定触点的损伤,从而可以得到具有优异的限流性能的耐久性高的开关。
按照本发明的第16个方面,设有同第1导体保持电气接触的电弧滑行板,可将断开动作后期的电弧转移到电弧滑行板上,容易使电弧和灭弧板接触,从而可以得到限流性能和切断性能优异的开关。另外,将电弧移到电弧滑行板上,可以保护绝缘物,抑制断开动作后期内部压力上升,从而可以防止容器损坏。
按照本发明的第17个方面,在覆盖第1导体的绝缘物上,设有同固定触头绝缘的电极,当可动触点面转动到第1导体上部时,可以利用电极冷却电弧,同时,可将固定触头一侧的电弧斑维持到最后,使电弧长度增长,所以,可以得到限流性能和切断性能优异的开关。另外,将电弧导引到电极上,可以抑制断开动作后期的内部压力上升,从而可以防止容器损坏。
按照本发明的第18个方面,将排斥触头与电源系统一侧连接的导体由第1导体和第2导体构成,在上述排斥触头和与其相对的可动触头断开时第1导体位于它们的可动触点和排斥触点之间,与电源系统一侧连接;第2导体在上述排斥触点反方向的一端将第1导体和上述排斥触头连接在一起。在短路电流切断时通过可动触头和排斥触头的电流相互产生电磁排斥力,不仅该电磁排斥力,而且如果向断开方向施加大于指定大小的力,则通过将排斥触头电源系统连接的第1导体的电流也对进行断开动作的上述排斥触头产生使上述排斥触头断开的电磁排斥力,所以,断开速度非常快,从而可以获得优异的限流性能。
按照本发明的第19个方面,使上述第1导体在上述可动触头和上述排斥触头闭合时位于它们的可动触点和排斥触点的表面的上方,所以,在小电流切断时,也可以得到使上述排斥触点上的电弧伸长的强磁场,从而可以得到具有优异的限流性能和小电流切断性能的开关。
权利要求
1.一种开关,具有一端设有可动触点的可动触头和一端设有在可动触头的开关动作下能和上述可动触点接触与分离的固定触点的固定触头,以及与该固定触头的另一端连接的接头,其特征在于上述固定触头由第1导体、第2导体和第3导体构成,第1导体与上述接头连接;第2导体上设有上述固定触点;第3导体沿上下方向将上述第1导体和第2导体连接,设触点闭合状态的上述可动触点从上述固定触点离开的方向为上方时,将上述第3导体设置在比上述固定触点的位置靠近可动触头未设可动触点的另一端,并且位于上述接头的相反方向的位置,将上述第1导体设置在上述触点闭合时该触点接触面的上方,同时,在上述触点断开时位于上述可动触点的接触面的下方,并且,用绝缘物将上述触点断开时从上述可动触点表面看到的上述第1导体的部位覆盖起来。
2.按权利要求1所述的开关,其特征在于上述固定触头在连接上述接头和上述固定触点的连接导体中,在紧靠上述固定触点的部分,从上述固定触点的位置到上述接头的反方向,具有基本上和闭合时的上述可动触头平行的部分。
3.按权利要求1所述的开关,其特征在于上述固定触头具有形成大致呈U字形状的连接导体,上述固定触点固定在该U字形状的一端内侧,并且,上述接头与上述U字形状的另一端连接,在位于上述固定触点的固定面上方的连接导体上设有容许上述可动触头相对上述固定触头的开关动作的狭缝。
4.按权利要求1所述的开关,其特征在于上述固定触头在上述可动触头的开关动作描绘的轨迹平面的左边或右边,形成位于上述固定触点上方的上述第1导体。
5.按权利要求1所述的开关,其特征在于设与上述可动触头的开关动作描绘的轨迹所在的平面垂直的方向为左右方向时,使构成上述可动触头的一部分的可动导体左右方向的宽度小于上述可动触点的宽度。
6.按权利要求1所述的开关,其特征在于将上述第1导体配置在上述触点闭合状态时上述可动触头的设有上述可动触点的一端导电路中心的上方,同时,在上述触点断开状态时,位于上述可动触点的接触面的下方,并且,用绝缘物将上述触点断开状态时从上述可动触点表面看到的上述第1导体的部位覆盖起来。
7.按权利要求6所述的开关,其特征在于上述固定触头具有沿上述可动触头描绘的轨迹所在的平面设置切口的第1导体,在触点闭合状态下,在与上述轨迹所在的平面垂直并且与上述第1导体的切口垂直的剖面内,连接上述切口左右两侧各导体剖面的中心P1和P2的直线,和连接构成上述可动触头的一部分的可动触头导体剖面的中心P3与上述中心P1及P2的各个直线所成的在上述轨迹所在平面内的夹角θ1和θ2为45°±10°。
8.按权利要求1所述的开关,其特征在于上述第1导体从触点闭合状态到触点断开状态总是位于上述可动触头的一部分的上方。
9.按权利要求1所述的开关,其特征在于将上述固定触头形成略呈U字形状,固定在该固定触头的一端的固定触点同上述可动触点接触、分离的表面面对上述固定触头的另一端,在上述固定触头设有为了不妨碍上述可动触点同上述固定触点接触、分离时上述可动触头的开关动作的狭缝,在上述固定触头的另一端有上述狭缝的一端部,该狭缝的另一端比上述固定触头的U字形底部更靠近上述固定触头的固定触点的位置。
10.按权利要求1所述的开关,其特征在于将灭弧侧板配置在上述可动触头开关动作时可动触点的轨迹所在平面的两侧,将灭弧侧板中的至少一块设置在上述平面和与上述第1导体的平面对应的部分之间。
11.按权利要求10所述的开关,其特征在于上述灭弧侧板设置得使该灭弧侧板的上边不超过上述第1导体的高度范围。
12.按权利要求1所述的开关,其特征在于使与上述可动触点接触的上述固定触点的接触面的位置位于上述接头的位置下方,将第3导体配置在比上述固定触点的位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端、并且位于上述接头的反方向位置,将灭弧板设置在上述第1导体的下方。
13.按权利要求1所述的开关,其特征在于在上述第1导体的上方,设置一块以上基本上和第1导体平行的磁性板,在该磁性板上设有容许上述可动触头的开关动作的切口空间。
14.按权利要求1所述的开关,其特征在于覆盖上述第1导体的上部和下部的绝缘物至少一方和上述灭弧板中心的一块保持面接触。
15.按权利要求1所述的开关,其特征在于使与上述可动触点接触的上述固定触点的接触面的位置位于上述接头位置的下方,将第3导体配置在比上述固定触点的位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端、并且位于上述接头的反方向的位置,在固定着上述固定触点的第2导体上设有电弧滑行板。
16.按权利要求1所述的开关,其特征在于使与上述可动触点接触的上述固定触点的接触面的位置位于上述接头位置的下方,将第3导体配置在比上述固定触头的位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端、并且位于上述接头的反方向的位置,同时设有和上述第1导体保持电气接触的电弧滑行板。
17.按权利要求1所述的开关,其特征在于使与上述可动触点接触的上述固定触点的接触面的位置位于上述接头位置的下方,将第3导体配置在比上述固定触点的位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端、并且位于上述接头的反方向的位置,在覆盖上述第1导体的绝缘物上设有与上述固定触头绝缘的电极。
18.一种开关,其特征在于具有可动触头和排斥触头,可动触头的一端设有可动触点,排斥触头与上述可动触头基本上平行,其一头设有可与上述可动触点接触、分离的排斥触点,在这种开关中,具有将上述排斥触头与电源系统一侧连接的导体,该导体由第1导体和第2导体构成,第1导体在上述可动触头和上述排斥触头的断开状态时,位于上述可动触点和排斥触点之间,与电源系统一侧连接;第2导体在上述排斥触点的反方向的端部将第1导体和上述排斥触头连接起来。
19.按权利要求18所述的开关,其特征在于上述第1导体在上述可动触头和上述排斥触头的闭合状态时,位于上述可动触点和排斥触点的表面上方。
全文摘要
本发明的开关,由和接头连接的第1导体、设有固定触点的第2导体和第3导体构成固定触头,将第3导体配置在比固定触点的位置更靠近可动触头的未设可动触点的另一端、并且位于上述接头的反方向的位置,将第1导体配置在触点闭合时触点接触面的上方,同时,在触点断开时位于可动触点的接触面的下方,利用这种结构,固定触头的所有的电流路径都产生将电弧向接头一侧位伸的电磁力,所以,可以获得优异的限流性能。
文档编号H01H73/02GK1080780SQ9310762
公开日1994年1月12日 申请日期1993年6月25日 优先权日1992年7月2日
发明者三桥孝夫, 高桥贡, 福谷和则, 仁科健一, 山县伸示 申请人:三菱电机株式会社
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