电路断路器

本发明涉及电路断路器，诸如模制外壳的电路断路器、接地漏电断路器 或类似的断路器，更具体地涉及一种导弧角形件的改进。

电路断路器中的导弧角形件(导弧器)的功能在于通过将在电流切断时刻 产生在触头间的电弧根部转移到灭弧室侧来促使电弧熄灭。图17表示具有上 述导弧角形件的传统电路断路器一个实例的垂直剖面图。在图17中所示的电 路断路器保持在“导通”状态，电流从定触头件1经具有与定触头2相接触 的动触头3的动触头件4、引线5及过电流跳闸装置6的跳闸线圈6a流到负 载侧接线端板7。定触头件1是一平板状导体，它不但在其一侧具有形成整 体的供电侧接线端部分而且在另一侧设有定触头2。此外，定触头件1设有 导弧角形件8，它具有从定触头2向上倾斜地伸到接线端部分1a侧的角部分 8a。

在此情况下，供电电流进入到过电流状态，则过电流跳闸装置6的衔铁 6b被吸引，跳闸机构9打开开关机构10。由于存储在开关弹簧11中的能量， 动触头件4被向上方驱动到由点划线所示的触头分离位置，由此切断电流。 在电流切断时刻，在触头2，3之间产生电弧并在由于延伸、分割及冷却的叠 加而在灭弧前被拉入灭弧室13的灭弧栅14中。然后，导弧角形件8的作用 是将电弧12的定触头2侧的弧根沿角部分8a移动并使电弧12移到每个灭弧 栅14的内部。

但是，在图17的定触头件1的情况下，流过它的电流I的磁场H在电 弧12中产生的电磁力F会阻止灭弧，因为它的作用方向与电弧12的拉长方 向相反。因此，设计了另一种公知的电路断路器，如图18所示，其中将定触 头件1的端部折回成U形，在这样折回的端部上固定着定触头2。由于在这 样折回的端部中电流I被反向，电流I的磁场H产生的电磁力F作用在与电 弧12拉长相同的方向上，电弧12的根部快速地移向导弧角形件8。

在图18的具有折回端部的定触头件1的情况下，定触头2安装位置变 高了，而定触头2及动触头4之间在分断状态时的距离，即触头分断距离势 必减少了同样的程度。因此，如果由于它们之间距离减小不能获得所需的断 路性能时，将必须增加电路断路器的高度，以确保触头分断距离。换言之， 电路断路器的尺寸将成比例地增大。因而为改进上述状况，开发出一种电路 断路器，即不用该定触头件端部的折回也可使电流反向。(见日本公开号为 96548/1980的实用新型)。

图19是上述电路断路器定触头件1的平面视图，图20是沿图19中线 XX-XX剖取的截面中一部分的侧视图。如图19中所示，在一个具有在图 19左端部分供电侧接线端部分1a的平板导体状的定触头件1的右端部分 中，开有一个U形槽15，在平板导体左端有一供电侧接线端部分1a。它形 成了外部电流通路1b及内部电流通路1c，前一通路1b由从接线端部分1a 经过U形槽15向左及右分叉形成，后一通路1c由前一通路的两个前边缘的 汇合及将该汇合路径返向接线端部分1a而形成。定触头2固定在内部电流通 路1c的顶端。由此，从接线端部分1a流出的电流分叉进入外部电流通路， 当外部电流通路的顶端汇合时，电流通过内部电流通路流向定触头2。结果 是，在电流切断时产生的电弧12受到流过内部电流通路1c的电流的磁场H 而产生的如图20所示的向左方向的电磁力F的作用。

图21是一平面视图，在其中沿着外部电流通路1b的U形导弧角形件8 被安装在图19的定触头件1的表面上，图22是其侧视图。该导弧角形件8 以它的臂部分8b形成U形，臂间的距离与外部电流通路1b之间的距离相同， 它的角部分8a通过弯曲向上倾斜。从定触头件1侧伸出的柱状凸起被铆在导 弧角形件8的臂部分8b顶端处的固定孔中。导弧角形件8就这样地被固定 在定触头件1上。在受到电磁力F作用时，电弧12的根部向导弧角形件8 的角部分8a的方向移动。但是，即使在电弧12转移到导弧角形件8以后， 电弧12仍受到流过臂部分8b的电流I的磁场H产生的电磁力F的作用。

在上述的电路断路器中，灭弧操作是由流过定触头1的电流产生的电磁 力作用于电弧并同时将转移到导弧角形件上的电弧拉到灭弧栅中来实现的。 因为在此情况下，在动触头侧的电弧拉长是不充分的，当切断大电流时电弧 将被停留在动触头处，就增加了它的损耗。出现的问题是使断路性能受到限 制。

因此本发明的目的在于提供一种结构，其中利用增加驱使电弧朝向灭弧 室的电磁力使电弧即使在动触头侧也能产生足够的延伸。

为了解决上述问题，根据本发明的电路断路器具有：一个平板导体状的 定触头件，在其一端上形成有接线端部分及另一端上固定有定触头，一个导 弧角形件中，它具有从定触头件侧朝着设在定触头上的接线端部分向上倾斜 伸出的角部分，其中，导弧角形件形成具有在定触头宽度方向上延伸的角部 分及两侧臂部分的U形形状，每个臂部分与角部分的两端相连；以倒U形状 升起的一个迂回弯曲电流通路形成在臂部分的前端部分及角部分之间；及导 弧角形件连接到其臂部分的前端部分中定触头件的表面上，这样对于从定触 头件分离的动触头体的动触头从运动路径来说该迂回电流通路位于定触头件 端部分的对立侧上。

通过这种布置，当电弧根部移到导弧角形件时，流过倒U形迂回电流通 路电弧侧导体的电流方向变为与电弧方向相反，因此电弧受到沿其加长方向 上的电磁力。因为该电磁力作用在其范围从定触头件侧电弧根部直到动触头 侧电弧端部的部分上，故即使在动触头件侧的电弧根部也能维持在动触头件 的前端部分上，由于它保持在动触头上，电弧损耗减少了。

当在定触头件的端部分未折回的情况下电流在上述电路断路器中反向 时，形成了从接线端部分向左及右分叉的外部电流通路和从由外部电流通路 的两前端的会合及将该会合路径返向接线端部分的内部电流通路，该外部及 内部电流通路均通过U形槽形成在安装定触头件的定触头的一侧的端部分 上。此外，定触头固定在内部电流通路的顶端及导弧角形件的臂部分连接在 各个外部电流通路的前端部分上。

此外，在上述电路断路器中，还连续弯曲迂回电流通路两次，由导弧角 形件形成的电流通路的电阻可被增大，从而抑制了断路电流值的增大。在此 情况下，使用高电阻材料如镍，铬合金等的该导弧角形件将更加有效。

另外，在上述电路断路器中，通过将迂回电流通路的上端弯曲部分设置 得低于分离开的动触头件的导体部分及同时在该上端弯曲部分设置与动触头 件导体部分平行的部分，可以使迂回电流通路的电磁推力在动触头件分离 方向上作用于动触头件。

还有，在上述电路断路器中，迂回电流通路设有树脂模制绝缘盖，它防 止了被其盖住的部分被电弧损坏。在此情况下，一个灭弧栅支承可作为绝缘 盖的整体部分形成。

图1是本发明实施例1触头部分的侧视图；

图2是图1中的定触头件的平面图；

图3是图2中的定触头件的侧视图；

图4是本发明实施例2中的触头部分的侧视图；

图5是本发明实施例3中的定触头件的侧视图；

图6是本发明实施例4中的定触头件的侧视图；

图7是图6中的定触头件的侧视图；

图8是本发明实施例5中的定触头件的平面图；

图9是图8中的定触头件的侧视图；

图10是本发明实施例6中的定触头件的平面图；

图11是图10中的定触头件的侧视图；

图12(A)是一个绝缘盖的侧视图；图12(B)是该盖的后视图；

图13是本发明实施例7中定触头件的侧视图；

图14(A)是灭弧室的平面图；图14(B)是该灭弧室的侧视图；

图15是本发明实施例8中触头部分的透视图；

图16是图15中的触头部分的分解透视图；

图17是一个传统的电路断路器的垂直截面图；

图18是另一传统的触头部分的侧视图；

图19是另一传统的定触头件的平面图；

图20是图19中定触头件的侧视图；

图21是表示在图20中所示的定触头件上设有导弧角形件的状态的平面 图；

图22是图21中的定触头件的侧视图。

以下将参照图1至16来描述本发明的各实施例，其中相同的标号表示 与上述传统电路断路器相同或相似的部件。 实施例1

图1至3表示本发明的一个实施例。图1是触头部分的侧视图；图2是 图1中定触头件1的平面图；图3是定触头件1的侧视图。平板导体状的定 触头件1设有用于电源侧的接线端部分1a，它位于图2及3的左端部分。一 个U形槽15开设在定触头件1的右端部分上，以确定出一对外部电流通路 1b及内部电流通路1c。外部电流通路1b从接线端部分1a向左及右分叉， 内部电流通路1c从外部电流通路1b的两个前端会合在一起的部分朝接线端 部分1a返回。定触头2被固定在内部电流通路1c的顶部。此外，延着外部 电流通路1b的U形导弧角形件8安装在定触头件1的上表面上。

导弧角形件8具有沿定触头件1宽度方向延伸的角部分8a及一对与直 角部分8a的各侧向端相连接的臂部分8b的U形件。导弧角形件8被弯曲， 使得角部分向上倾斜。导弧角形件8被固定在定触头件1上，以便从定触头 件侧1伸出的柱形凸起1d被铆入到臂部分8b前端的安装孔8d中。外部电 流通路1 b的宽度与臂部分8b的宽度相同。以倒U形升起的一个迂回弯曲电 流通路8d形成在左及右臂部分8b前端部分及导弧角形件8的角部分8a之 间。相对于从定触头件1分离的动触头件4的动触头3的运动路径来说，该 迂回电流通路8d位于定触头件1的接线端部分1a的对应侧上(见图1)。

当动触头件4如图1中点划线所示被打开时，在触头2，3之间产生电弧 12，并当电弧12的根部移到导弧角形件8的角部分8a时，电流I将通过导 弧角形件8的臂部分8b，如图中所示。然后，流过迂回电流通路8d上电弧 12侧的导体的电流I的磁场H引起了沿箭头方向作用于电弧12的电磁力F 并将电弧推向接线端部分1a侧。因此，电弧12被拉长成如实线所示的弯曲 状态，并被拉入到灭弧栅(未示出)中以便灭弧。与此同时，电弧12整体地从 定触头件1侧的弧根直到动触头件4侧的弧根均受到来自于迂回电流通路8d 中电流I的电磁力F作用，故电弧12的各根部保持在角部分8a及动触头4 的顶端。 实施例2

图4是实施本发明的另一触头部分的侧视图，其中在迂回电流通路8d 的上弯曲部分中设置了平行于动触头件4的导体部分4a的一个部分8e。根 据本发明的该实施例，该迂回电流通路8d的上弯曲部分的位置低于分离的动 触头件4的导体部分4a，与导体部分4a平行的部分8e设置在上弯曲部分中。 根据本发明的该实施例2，电磁推力P作用在彼此反向流过平行部分8e及导 体部分4a的各电流I之间，由此改善了断路性能，这是因为在动触头件4分 离时刻推力P阻止了由反作用力造成的动触头件4朝定触头件1侧的返回。 实施例3

图5是实施本发明的又一触头部分的侧视图，其中迂回电流通路8d被 连续弯曲两次。根据本发明的该实施例，流经导弧角形件8的电流I的路径 变长，以致于可以增加弯曲次数。因此，由于电阻增加到可以抑制甚至当切 断时的大电流的程度，对于这种导弧角形件8使用高电阻材料如镍、铬合金 等，改善了断路性能。 实施例4

图6及7表示实施本发明的另一定触头件1，其中接线端部分1a形成 在单平板导体的一端上，及定触头2被固定在其另一端上。图6及7分别是 该定触头件的平面图及侧视图。导弧角形件8的臂部分8b的前端部分与其角 部分8a以相同方向导引，并连接在定触头件1上。虽然如前所述，该定触头 件1不利于电弧的拉长，但通过在导弧角形件8上设置迂回电流通路8d可减 轻这个缺点。 实施例5

图8及9表示实施本发明的又一定触头件1，其中平板导体的一端折回 成U形，及在这样折回的端部分上设置了定触头2。图8及9分别是该定触 头件1的平面图及侧视图。这个折回端部分的两侧面被除去，以便减小定触 头1端部分的宽度，宽度与该宽度变窄端部分的宽度相同的定触头2被固定 在该端部分上。导弧角形件8被连接在定触头件1上其U形弯曲部分前方的 一部分上，这是通过设置与角部分8a位于同一侧上的导弧角形件8的臂部分 8b的前端部分来连接的。 实施例6

图10至12表示本发明另一实施例，其中设置了用于本发明实施例1的 迂回电流通路的绝缘盖1 6。图10是定触头件1的平面图；图11是它的侧视 图；图12(A)是绝缘盖的侧视图；图12(B)是该盖的后视图。绝缘盖16包括 侧面的一对侧壁16a及在下部分上连接侧壁的一个平板部分16b，它们是模 压树脂整体地形成的。倒U形边缘16c伸展在左及右侧壁16a的外表面上， 以致形成接纳迂回电流通路8d的凹腔。此外，腿部分16d在侧壁16a的下端 部分中伸出。

绝缘盖16从定触头件1的上方插到迂回电流路径8d之间的空间中，腿 部分16d被装在开设在定触头件1中的U形槽15的左、右臂部分中。边缘 16c的下侧边缘面靠在导弧角形件8的上表面上，同时，平板部分16b靠在 内部电流通路1c的表面上，这样这些部件按图10、11装配在一起。因此， 除角部分8a外，导弧角形件8及除定触头2外的内部电流通路1c均被绝缘 盖16盖住并与电弧相隔离。结果是，迂回电流通路8d不会暴露在电弧处而 免于烧损，并促使弧根从定触头2移动到角部分8b。树脂、例如密胺树脂， 在与电弧接触时易于产生灭弧气体(如氢气)，电流切断时电弧不会产生使绝 缘电阻降低的碳，适于作为这种绝缘壳16的材料。 实施例7

图13及14表示本发明的实施例7，其中一个灭弧室13被放置在本发 明实施例6的绝缘盖16的前方。图13是定触头件1的侧视图；图14(A)是 图13中的灭弧室13的平面图；图14(B)是该灭弧室的侧视图。灭弧室13包 括U形栅支承件17及多级灭弧栅14，后者利用铆接安装在栅支承件上。栅 支承件17的左及右侧壁的边缘面沿着绝缘盖16的边缘16c的前侧延伸。如 图13中所示，栅支承件17与绝缘盖16相组合，并由电路断路器的主盖(未 示出)向下保持着。 实施例8

图15及16表示本发明的又一实施例，其中栅支承件与实施例6的绝缘 盖16形成整体。图15是触头部分的透视图；图16是其分解透视图。如图 16中所示，厚侧壁延伸到绝缘盖16的前侧，灭弧栅14被压插到形成在该壁 中的各槽16c中并保持在其中。根据本发明的该实施例，由于绝缘盖16与灭 弧室成为一个整体，简化了电路断路器的结构，并因为灭弧栅14的左、右臂 部分14a被放置在各槽16e中并被挡离电弧，这部分就受到保护，不会遭到 电弧的烧损。

根据本发明，因为导弧角形件的迂回电流通路增强了作用在电弧上的电 磁力，使转移到导弧角形件的动触头件侧弧根能保持在触头件的前端部分 上，因此减少了由于电弧的滞留引起的动触头损耗。