專利名稱：用于斷路器的附屬開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于諸如自動斷路器、對地泄漏斷路器等之類的斷路器的諸如輔助開關(guān)、警告開關(guān)等之類的附屬開關(guān)裝置，該裝置安裝在斷路器主體上，并將斷路器的活動狀態(tài)作為電信號向外輸出。
背景技術(shù)：
首先，舉一個上述自動斷路器的例子，圖4和5中示出了系本發(fā)明實施例的主題的斷路器的構(gòu)造。在圖4中，1是將殼體2和蓋體3組合在一起的樹脂模制的斷路器外殼，4是與電源接線端成一體的固定觸頭，5是活動觸頭，6是開/閉機構(gòu)，7是操作手柄，8是過電流跳閘裝置，而9則是負(fù)載側(cè)接線端；容納橫向排列用于內(nèi)部附屬裝置(可選用的元件)的諸附屬開關(guān)(下文中將作描述)的諸囊狀空腔3a一體地形成在蓋體3中，并且輔助蓋10作為一開/閉蓋設(shè)置在這些空腔3a的上平面上。
此時，如圖5所示，空腔3a一體地形成在斷路器外殼1的蓋體3的四個位置中，這些空腔3a采用固定間距排列。另外，11是構(gòu)成附屬開關(guān)的輔助開關(guān)(響應(yīng)斷路器的活動觸頭5移動，以便提取主電路觸頭的開(ON)、關(guān)(OFF)狀態(tài)作為電信號)；12是警告開關(guān)(在斷路器的跳閘動作期間將動作信號提取到外部)；13是從開關(guān)11和12中橫向拉出的導(dǎo)線；而14則是與導(dǎo)線13相連接、且裝配到斷路器外殼1的一側(cè)上的附屬接線端基座。在圖示例子中，輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12被插入到排列在斷路器外殼1的左側(cè)中、且分別面向輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12的諸空腔3a中，并且諸導(dǎo)線13一起被拉出到斷路器1的左側(cè)，而且諸外部信號線與附屬接線端基座14相連接，以便提取輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12的輸出信號。另外。根據(jù)斷路器的安裝位置的條件，有時附屬開關(guān)11和警告開關(guān)12會在排列于斷路器外殼1的右側(cè)的兩個位置上裝配到空腔3a中，并且導(dǎo)線13被拉出到右側(cè)。
接著，舉一個上述輔助開關(guān)11的例子，下面將參閱圖6(a)和6(b)來描述傳統(tǒng)開關(guān)的結(jié)構(gòu)和動作。在該圖中，輔助開關(guān)11系由容納在樹脂殼體11a中的微型開關(guān)15、L形致動桿和返回彈簧17所形成的一單元，其中處于裝配到斷路器主體上的狀態(tài)中的自殼體11a向下突出的致動桿16的末端面向活動觸頭5(參閱圖4)。另外，16a是構(gòu)成致動桿16的擺動支點的支軸。
在具備上述構(gòu)造的情況下，在斷路器處于OFF的狀態(tài)中(或者在跳閘動作期間)，如圖6(a)所示，活動觸頭5從致動桿16縮進，并且微型開關(guān)15的致動件(自微型開關(guān)向下突出)由于被受到返回彈簧17的彈簧力的致動桿16推進而處于OFF。另一方面，當(dāng)活動觸頭5由于斷路器的激活而移動至ON位置時，如圖6(b)所示，該活動觸頭5推動致動桿16。于是，致動桿16壓縮返回彈簧17，同時順時針傾斜，以便桿端從微型開關(guān)15縮進，由此微型開關(guān)15執(zhí)行反轉(zhuǎn)操作并輸出用于此項操作的ON信號。
另外關(guān)于警告開關(guān)12，除致動桿的形式有所區(qū)別之外，其構(gòu)造與輔助開關(guān)11相同。
在這種連接中，上述傳統(tǒng)附屬開關(guān)的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出如下所列問題，即(1)在活動觸頭5由于斷路器的激活(主觸頭處于ON)而推動致動桿16的狀態(tài)中(參閱圖6(b))，經(jīng)由致動桿16向活動觸頭5施加的返回彈簧17的壓縮彈簧力用作為沿著將活動觸頭5推回的方向、即沿著使斷路器主體的主觸頭的接觸壓力降低的方向的活動觸頭載荷F。圖7示出了體現(xiàn)該方面的致動件行程(stroke)與用作為經(jīng)由致動桿16作用在活動觸頭5上的反作用力的載荷F之間的關(guān)系，其中圖中的特性線A表示活動觸頭載荷F中的變化。從該圖中可以理解的是，在主觸頭的ON位置中，較大的載荷F作用在活動觸頭上。結(jié)果，在斷路器的起電期間橫過主觸頭的接觸電阻增加，這會引起異常的熱量產(chǎn)生，并且這樣會導(dǎo)致諸如斷路器的溫度升高、主觸頭的使用壽命縮短和斷路器性能發(fā)生變化等之類的不利影響。
(2)另外，如圖5所示，當(dāng)輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12組裝到斷路器主體上時，按照慣例，除需要將每個開關(guān)分別插入到斷路器外殼1的空腔3a中之外，設(shè)置在內(nèi)側(cè)上的警告開關(guān)12的導(dǎo)線13跨置于設(shè)置在外側(cè)上的輔助開關(guān)11上而必須拉出到斷路器外殼1的一側(cè)，由此處理這些導(dǎo)線就顯得較為麻煩。因此，按照慣例，當(dāng)將輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12面對面裝配時，在將開關(guān)11、12和導(dǎo)線13固定在一適配器中之后，該適配器用于將這些開關(guān)和導(dǎo)線設(shè)置在適當(dāng)位置上、并作為一獨立的元件來提供，開關(guān)11、12被一同插入到斷路器外殼的空腔3a中且設(shè)置在適當(dāng)位置上。然而，由于需要提供獨立于附屬開關(guān)之外的適配器，因而導(dǎo)致成本上升。
鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的第一個目的在于改進附屬開關(guān)的致動件的結(jié)構(gòu)，以便在斷路器的激活狀態(tài)中，受到來自附屬開關(guān)的反作用力，而不會使主觸頭的接觸壓力下降；本發(fā)明的第二個目的在于提供一種用于斷路器的附屬開關(guān)裝置，它具有經(jīng)改進可簡化涉及將多個附屬開關(guān)組裝到斷路器主體上的工作的附屬開關(guān)殼體。

發(fā)明內(nèi)容
通過下文中將描述的本發(fā)明的構(gòu)造可實現(xiàn)上述目的。
(1)一種用于斷路器的附屬開關(guān)裝置，該裝置的構(gòu)造為其中微型開關(guān)和致動桿是組合在一起的；并且在斷路器主體的活動觸頭的移動傳遞至致動桿之后，裝置執(zhí)行微型開關(guān)的切換，該裝置被構(gòu)成為致動桿是由主桿和輔助桿組合而成的，其中主桿的桿端面向斷路器主體的活動觸頭，輔助桿的支點位置與主桿不同，并且其桿端介于主桿與微型開關(guān)的致動件之間；它們被安裝成動作位置和主桿與輔助桿之間的嚙合角在微型開關(guān)的動作位置之前和之后是不同的；并且，當(dāng)斷路器激活時從微型開關(guān)經(jīng)由輔助桿沿將主桿推回的方向施加的返回彈簧力的矢量方向在微型開關(guān)的切換動作之前和之后是不同的，以使作用在斷路器主體的主觸頭上的反作用力保持較低(權(quán)利要求1)。
通過上述構(gòu)造，當(dāng)斷路器激活時活動觸頭在第一半行程中推進輔助開關(guān)的主桿直到附屬開關(guān)的微型開關(guān)執(zhí)行切換動作為止時，主桿從后面推動輔助桿，以便將微型開關(guān)的致動件朝著動作位置驅(qū)動。在這種情況中，自微型開關(guān)經(jīng)由輔助桿和主桿施加到活動觸頭的反作用力(微型開關(guān)接觸機構(gòu)的返回彈簧力)的矢量方向幾乎與活動觸頭的激活方向相反。另一方面，當(dāng)微型開關(guān)被推進直到切換動作位置時，輔助桿的末端行進并疊置到主桿的末端上，以便動作地點和主桿與輔助桿之間的嚙合角與微型開關(guān)切換之前不同。因此，自微型開關(guān)經(jīng)由輔助桿施加到主桿上的返回彈簧力的矢量方向與活動觸頭的推進方向大致垂直，并且作用在經(jīng)由主桿將活動觸頭推回的方向中的力急劇下降。因而，在斷路器的激活狀態(tài)中，可防止由自附屬開關(guān)施加到活動觸頭上的反作用力所引起的主觸頭的接觸壓力中不理想的壓降。
(2)為了實現(xiàn)第二個目的，本發(fā)明提供了一種用于斷路器的附屬開關(guān)裝置，其中附屬開關(guān)插入到用于容納這些附屬開關(guān)的、一體形成在斷路器外殼中的諸空腔內(nèi)；并且，其中導(dǎo)線一起被拉出到斷路器外殼的一側(cè)而與外部信號線相連接，該裝置被構(gòu)成為，在附屬開關(guān)的殼體頂部中設(shè)有鑲嵌型導(dǎo)線通槽，以便裝配在內(nèi)側(cè)空腔中的附屬開關(guān)的導(dǎo)線經(jīng)由裝配在外側(cè)空腔中的附屬開關(guān)的通槽一起被拉出到斷路器外殼的一側(cè)(權(quán)利要求2)；設(shè)有自附屬開關(guān)的殼體頂部橫向延伸的對置耳部，以便與一體形成在斷路器外殼中的空腔的排列間距相匹配；當(dāng)將多個附屬開關(guān)裝配到斷路器主體上時，相鄰附屬開關(guān)之間的導(dǎo)線穿過殼體頂部的通槽，并且在耳部彼此相對的狀態(tài)中，諸附屬開關(guān)被一起裝配到斷路器主體的空腔中(權(quán)利要求3)。
根據(jù)這種構(gòu)造，即使將多個附屬開關(guān)(輔助開關(guān)、警告開關(guān))組裝到斷路器主體上，這些附屬開關(guān)經(jīng)由耳部彼此相對，并且在這些附屬開關(guān)經(jīng)由導(dǎo)線相互連接的狀態(tài)中，這些附屬開關(guān)可插設(shè)到斷路器主體的諸空腔的適當(dāng)位置上，由此可簡化裝配這些附屬開關(guān)的工作。


圖1是與本發(fā)明的實例1相對應(yīng)的一種附屬開關(guān)的結(jié)構(gòu)和動作的示意圖；圖1(a)和1(b)分別示出了該開關(guān)在切換動作之前或之后的狀態(tài)；圖2是示出了藉由圖1所示附屬開關(guān)的致動件行程與活動觸頭載荷之間的關(guān)系的動作特性曲線圖；圖3是與本發(fā)明的實例2相對應(yīng)的一種附屬開關(guān)(附屬開關(guān))的構(gòu)成圖；圖3(a)和3(b)分別是該附屬開關(guān)的側(cè)視圖和前視圖，圖3(c)和3(d)分別是警告開關(guān)的側(cè)視圖和前視圖，以及圖3(e)是附屬開關(guān)和警告開關(guān)的連接狀態(tài)的前視圖；圖4是包含有本發(fā)明附屬開關(guān)的斷路器的構(gòu)造的橫截面圖；圖5是圖4所示斷路器的局部平面圖，示出了容納在斷路器中的附屬開關(guān)和附屬接線端基座；圖6是示意性示出的一種傳統(tǒng)附屬開關(guān)(輔助開關(guān))的結(jié)構(gòu)和動作的示意圖；圖6(a)和6(b)分別示出了該開關(guān)在切換動作之前或之后的狀態(tài)；以及圖7是示出了藉由圖6所示附屬開關(guān)的致動件行程與活動觸頭載荷之間的關(guān)系的動作特性曲線圖。
具體實施例方式
下面將以圖示實例為基礎(chǔ)來描述本發(fā)明的實施例。在示出實例的附圖中，與圖4和5相對應(yīng)的相同的零件由相同的標(biāo)號來表示，并省略其描述。
圖1是與本發(fā)明的權(quán)利要求1相對應(yīng)的一種附屬開關(guān)的構(gòu)成圖(以舉例的方式示出了一種輔助開關(guān))，并且在圖示實例的輔助開關(guān)11中，對于與微型開關(guān)15相組合的致動桿而言，其結(jié)構(gòu)采用主桿18和輔助桿19容納在一殼體11a中的形式，使用時，該致動桿被裝配到與斷路器外殼1一體形成的空腔3a中，如參照圖5所述。
在這里，其中斷路器主體的活動觸頭5的開/閉移動方向為X軸，與X軸相垂直的是Y軸，安裝在附屬開關(guān)11內(nèi)的微型開關(guān)15以Y軸方向設(shè)置，并且緊固在微型開關(guān)15的內(nèi)部接觸機構(gòu)上的致動件15a的末端被偏置成因接觸機構(gòu)的返回彈簧而向下突出。
另外，主桿18延伸成沿Y軸方向下垂，以便跟隨開關(guān)殼體11a，其中處于主桿18的上端處的支軸18a用作為其擺動支點；其桿端突出到活動觸頭5的移動路徑中，并面向活動觸頭；主桿18的上段部分上的中途點朝著輔助桿19突出；并且主桿18的突起的上側(cè)邊緣形成為與輔助桿19(下文中將描述)的端部相嚙合的輪廓形狀。另外，20是完成當(dāng)活動觸頭5縮進至OFF位置時使主桿18回復(fù)到初始位置的任務(wù)的極微弱的輔助彈簧。
另一方面，輔助桿19系其支點位置不同于主桿18的U形桿，其桿端介于主桿18與微型開關(guān)15的致動件15a之間，并且其左右桿臂支承在支承軸承19a上，其桿端部分具有類似于圖中所示的多邊形橫截面，并且使桿端部分的頂面面向微型開關(guān)15的致動件15a。
在具備這種構(gòu)造的情況下，當(dāng)斷路器激活時活動觸頭5從OFF位置向左移動、并從后面推動附屬開關(guān)11的主桿18時，如圖1(a)所示，主桿18從實線位置順時針擺動至虛線位置，其中支軸18a用作為支點，桿中途的突起的端部從后面與輔助桿19的端部的背面相碰撞。結(jié)果，輔助桿19順時針擺動，其中支軸19a用作為支點，輔助桿19的端部向上推進微型開關(guān)15的致動件15a。在這種情況下，微型開關(guān)15的接觸機構(gòu)的返回彈簧力作用在由鄰接致動件15a的輔助桿19將主桿18推回的方向中，該力的矢量方向朝著主桿18和活動觸頭5彼此鄰接時所處的點(作用位置)取向，如圖中的箭頭P所示，并且該力的矢量P用作為(系)指向活動觸頭5的載荷F1(反作用力)。
與此同時，當(dāng)活動觸頭5的激活移動進一步前進時，微型開關(guān)15的接觸機構(gòu)執(zhí)行切換動作，如圖1(b)所示，輔助桿19的端部行進到主桿18的突起的頂上，并與其垂直嚙合。當(dāng)采取這種狀態(tài)時，作用位置和介于主桿18與輔助桿19之間的嚙合角從圖1(a)中所示的實線位置變化至圖1(b)所示的位置，于是，自微型開關(guān)15經(jīng)由輔助桿19作用在主桿18上的返回彈簧的力的方向幾乎垂直向下，如圖中的箭頭Q所示。因此，在這種狀態(tài)中，微型開關(guān)15的返回彈簧的力由沿著與矢量Q大致相同的方向下垂延伸的主桿18的支軸18a吸收，并且作用在將活動觸頭5推回的方向中的載荷急劇減小成F2。
圖2是示出了與上述動作相對應(yīng)的微型開關(guān)15的致動件行程與作為反作用力作用在活動觸頭5上的活動觸頭載荷F之間的關(guān)系的曲線圖。從圖中所示的特性線B可理解的是，將微型開關(guān)15的切換動作位置作為邊界線，在第一半行程的區(qū)域中，較大的載荷F1作用在活動觸頭5上，而微型開關(guān)的切換動作之后，該力急劇減小成載荷F2。因此，在斷路器主體的主觸頭的ON位置中，從輔助開關(guān)11作用以減小主觸頭的接觸壓力的反作用力與圖6所示的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比較顯著減小，這樣即使在輔助開關(guān)裝配在斷路器內(nèi)的使用狀態(tài)中，也可保持主觸頭的起電能力。
當(dāng)活動觸頭5因斷路器轉(zhuǎn)向OFF、或者因過電流跳閘動作而縮進至OFF位置時，主桿18已由輔助彈簧20的彈簧力回復(fù)至初始位置，并且輔助桿19藉由在微型開關(guān)15的返回彈簧力的作用下向下突出的致動件15a的推動而返回至其初始位置。
另外，雖然圖示實例描述的是輔助開關(guān)11，但可以相同方式實施警告開關(guān)12。
接著將結(jié)合圖3(a)-3(e)來描述與本發(fā)明的權(quán)利要求2和3相對應(yīng)的一個例子。該實例示出了一個殼體，其中結(jié)合圖5所述的附屬開關(guān)11和警告開關(guān)12組裝到位于左側(cè)上的兩個位置中的、且一體形成在斷路器外殼1中的諸空腔3a之中。圖3(a)和3(b)、以及圖3(c)和3(d)中分別示出了輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12的結(jié)構(gòu)，而圖3(e)則示出了輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12的一體連接狀態(tài)。
在這里，輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12的結(jié)構(gòu)為其中微型開關(guān)15安裝在[各個]樹脂殼體11a、12a中，先前在實例1中所述的主桿18和輔助桿19以組合形式安裝，并且形成在輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12的樹脂殼體11a、12a的頂部中的是在其上平面中具有狹長切口的溝渠形導(dǎo)線通槽11b、12b、以及自樹脂殼體橫向突出且在開關(guān)11與12之間彼此相對的對置耳部11c、12c。另外，耳部11c、12c的突起的尺寸被設(shè)置成可與圖5所示的空腔3a的排列間距相匹配，其長度是相鄰空腔之間間距的一半。
另外，當(dāng)輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12組裝到斷路器本體中時，自插入到斷路器外殼的內(nèi)側(cè)空腔中的警告開關(guān)12伸出的導(dǎo)線13鋪設(shè)在形成在插入到外側(cè)空腔中的輔助開關(guān)11的頂部中的導(dǎo)線通槽11b內(nèi)，以便與輔助開關(guān)11的導(dǎo)線13集束在一起，另外，使自輔助開關(guān)11的殼體的頂部向右突出的耳部11c和自警告開關(guān)12的殼體的頂部向左突出的耳部12c彼此相對，從而將兩個開關(guān)組合成圖3(e)所示的連接狀態(tài)。另外，導(dǎo)線13連接至圖5所示的附屬接線端基座14的接線端。
倘若在這種連接狀態(tài)中，輔助開關(guān)11和警告開關(guān)12的連接組件本體的位置與斷路器外殼1的一空腔對齊并插入其中，則只需一個動作就可同時將兩個開關(guān)裝配在設(shè)置位置上。此外，用于各開關(guān)的導(dǎo)線13可集聚成一束，然后拉出到斷路器外殼1的一側(cè)，這樣處理這些導(dǎo)線13就不再麻煩。
如上所述，本發(fā)明的構(gòu)造可提供下列作用。
(1)根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1所述的構(gòu)造，當(dāng)斷路器激活時附屬開關(guān)通過響應(yīng)斷路器的活動觸頭而移動來執(zhí)行切換動作時，從該附屬開關(guān)作用在活動觸頭上的反作用力急劇減小。因此，在斷路器的激活狀態(tài)中，斷路器的主觸頭的接觸壓力不會因受到來自附屬開關(guān)的反作用力的影響而下降，這就意味著，當(dāng)附屬開關(guān)安裝在斷路器本體中時，可有效地防止諸如斷路器的溫度升高、主觸頭的使用壽命縮短和斷路器性能發(fā)生變化等之類的傳統(tǒng)問題的影響。
(2)通過采用本發(fā)明的權(quán)利要求2和3所述的構(gòu)造，可簡化當(dāng)將多個附屬開關(guān)(輔助開關(guān)、警告開關(guān))組裝到斷路器上時所涉及的工作，從而提高用戶的維護方便性。
權(quán)利要求
1.一種用于斷路器的附屬開關(guān)裝置，所述裝置安裝在斷路器主體中，并在檢測到所述斷路器的開/閉動作時向外輸出電信號；所述裝置的構(gòu)造為其中微型開關(guān)和致動桿是組合在一起的；并且在所述斷路器主體的活動觸頭的移動傳遞至所述致動桿之后，所述裝置執(zhí)行所述微型開關(guān)的切換，其特征在于，所述致動桿是由主桿和輔助桿組合而成的，其中所述主桿的桿端面向所述斷路器主體的活動觸頭，所述輔助桿的支點位置與所述主桿的支點位置不同，并且其桿端介于主桿與所述微型開關(guān)的致動件之間；它被安裝成動作位置和主桿與輔助桿之間的嚙合角在微型開關(guān)的動作位置之前和之后是不同的；并且，當(dāng)斷路器激活時從微型開關(guān)經(jīng)由輔助桿沿將主桿推回的方向施加的返回彈簧力的矢量方向在微型開關(guān)的切換動作之前和之后是不同的，以使作用在斷路器主體的主觸頭上的反作用力保持較低。
2.一種用于斷路器的附屬開關(guān)裝置，所述裝置安裝在斷路器主體中，并在檢測到所述斷路器的開/閉動作時向外輸出電信號；其中附屬開關(guān)橫向排列且插入裝配到用于容納這些附屬開關(guān)的、一體形成在斷路器外殼中的諸空腔內(nèi)；并且，其中所述附屬開關(guān)的導(dǎo)線一起被拉出到所述斷路器外殼的一側(cè)而與外部信號線相連接，其特征在于，在所述附屬開關(guān)的殼體頂部中設(shè)有鑲嵌型導(dǎo)線通槽，以便裝配在內(nèi)側(cè)空腔中的附屬開關(guān)的導(dǎo)線經(jīng)由裝配在外側(cè)空腔中的附屬開關(guān)的所述通槽一起被拉出到斷路器外殼的一側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的用于斷路器的附屬開關(guān)裝置，其特征在于，設(shè)有自所述附屬開關(guān)的殼體頂部橫向延伸的對置耳部，以便與一體形成在所述斷路器外殼中的空腔的排列間距相匹配；當(dāng)將多個附屬開關(guān)裝配到斷路器主體上時，相鄰附屬開關(guān)之間的導(dǎo)線穿過殼體頂部的通槽，并且在所述耳部彼此相對的狀態(tài)中，所述諸附屬開關(guān)被一起裝配到斷路器主體的空腔中。
全文摘要
為了改進附屬開關(guān)的致動件的結(jié)構(gòu),以便在斷路器的激活狀態(tài)中,主觸頭的接觸壓力不會因來自附屬開關(guān)的反作用力而下降。一種容納在斷路器中的輔助開關(guān)(附屬開關(guān))由微型開關(guān)和致動桿所構(gòu)成,該致動桿是由主桿和輔助桿組合而成的,其中主桿的桿端面向斷路器主體的活動觸頭,輔助桿的支點位置與主桿的支點位置不同,并且介于主桿與微型開關(guān)的致動件之間;它被構(gòu)成為:動作位置和主桿與輔助桿之間的嚙合角在輔助開關(guān)的切換動作之前和之后是不同的,并且當(dāng)斷路器激活時從微型開關(guān)經(jīng)由輔助桿施加到主桿上的力的矢量方向在開關(guān)的切換動作之前和之后從P變化到Q,以便自附屬開關(guān)作用在使斷路器主體的主觸頭的接觸壓力降低的方向上的反作用力保持較低。
文檔編號H01H73/12GK1388549SQ0212169
公開日2003年1月1日 申請日期2002年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月28日
發(fā)明者渡邊克己, 川島善明, 青木忠久 申請人:富士電機株式會社