断路器 本发明涉及涉及一种断路器，尤指一种用于起动和停止电动机并对其进行过电流保护的模制壳体断路器，更具体地说，是涉及一种用于这种断路器的接点开闭机构的装配结构。
诸如图4中所示的装配结构称作上述的断路器。在图4中，标号1表示一树脂模塑体的断路器壳体，它包括一下壳体1a和一上罩盖1b，标号2是与各电极相对应的一电源侧主电路端子，标号3是一负载侧主电路端子。下壳体1a有一体形成的一主电路接点部分，它包括由连接于相应主电路端子的固定接触靴4和5、一跨接于固定接触靴4和5之间的可动接触靴6、一接触弹簧7、一接触靴保持器8以及一消弧板9构成的组件。另外，上罩盖1b包括：一由绝缘体制成的开闭杆10，该开闭杆的后端用轴颈支承，其尖端相对于接触靴保持器8的顶面而设置；一从上罩盖1b的顶面突出的开闭手柄11；一连接于开闭手柄11与开闭杆10之间的接点开闭机构部分12；一过电流跳闸装置13，它包括由响应于通过主电路的负载电流而操作的热力跳闸装置13a和响应于短路电流而瞬时操作的电磁跳闸装置13b构成的组合；以及其它构件。所有这些构件一体形成于上罩盖1b中。
这里，传统断路器地接点开闭机构部分12包括由一肘杆、一延伸于肘杆与开闭手柄11的一根杆之间的开闭弹簧(主弹簧)以及一掣子构成的组件，该肘杆将两根连杆连接成“V”形而将一肘轴夹持于断路器的竖直方向，从而连接于开闭手柄11与开闭杆10之间，该掣子通过一跳闸交叉杆(未图示)而与过电流跳闸装置13相连。
这种断路器的开闭操作是众所周知的。当用手将开闭手柄11拨动到ON侧时，开闭弹簧的积蓄力抬起开闭杆10。这造成可动接触靴6受接触弹簧7推动而与保持器8一起升起，从而跨接于固定接触靴4和5之间。在这种接触闭合状态，主电路电流从主电路端子2通过固定接触靴4、可动接触靴6、固定接触靴5和过电流跳闸装置13流到主电路端子3。另外，当将开闭手柄11拨动到OFF位置时，接点开闭机构部分12的开闭弹簧的积蓄力使肘杆反向移动，从而沿顺时针方向从一后退位置驱动开闭杆10，克服接触弹簧7的弹力而将可动接触靴6与保持器8一起向下推，因而使可动接触靴6与固定接触靴4和5分离，断开主电路接点。另一方面，当在导通状态下有过电流或短路电流流过主电路时，过电流跳闸装置13操作而释放接点开闭机构部分12的掣子，从而通过开闭弹簧的积蓄力沿逆时针方向驱动开闭杆10。因此，可动接触靴6打开，从而切断主电路电流(即“跳闸操作”)。
以上所描述的传统断路器结构有与整个断路器的外部尺寸、手动开闭操作以及电流打开操作相关的问题。
(1)在图4所示的结构中，具有设置在壳体1底部的跨接接触靴式主电路接点部分、开闭杆10、开闭手柄11、接点开闭机构部分12和其它设置在主电路接点部分上方的构件，整个断路器的高度H较大。特别是，如果接点开闭机构部分12的肘杆包括两根沿断路器的竖直方向连接成“V”形的连杆，则肘杆在伸长状态会具有较大的高度，并且在延伸的各连杆弯曲和反向移动时会在较宽的范围上移动。因此，很难设计出小而紧凑的断路器。
(2)另外，在传统的断路器中，当主断路接触靴如图4所示闭合时，开闭杆10的尖端抵靠于接触靴8的顶面上。当接触靴随后打开时，来自接点开闭机构部分12的一开闭弹簧力作为一个静压力作用于开闭杆10而将受接触弹簧7向上压的接触靴保持器8的顶面向下推，从而打开可动接触靴6。因此，如果固定和可动接触靴的接触点因导通大电流而熔合于一起，则切断操作可能会发生故障；例如，可动接触靴可能打不开，或是其打开动作可能延迟。为防止这种故障，可以给一体形成于接点开闭机构部分12中的开闭弹簧赋予更强的力。然而，开闭弹簧的力越强，用手拨动开闭手柄11所需的力也就越大，因而有碍使用者方便地操作断路器。
本发明正是鉴于以上问题而提出的，其一个目的在于解决上述问题而提供一种具有改进的接点开闭机构的断路器，该机构有利于减小断路器的尺寸、简化电路断开动作和方便操作。
为了实现以上目的，本发明提供了一种断路器，它包括一设置在一壳体中的底部的主电路接点部分，该接点部分包括由一固定接触靴、一保持于一接触靴保持器中的可动接触靴和一从下方将可动接触靴压靠于固定接触靴的接触弹簧构成的组件；一设置在主电路接点部分上方的摇动式开闭杆，其后端由轴颈支承，其尖端相对于保持器的顶面而设置；一个也设置在主电路接点部分上方的接点开闭机构，它包括由一与开闭杆相连的肘杆、一开闭手柄、一延伸于一开闭手柄的手柄杆与肘杆之间的开闭弹簧以及一与肘杆相连的掣子构成的组合；以及一个也设置在主电路接点部分上方的、用以检测通过一主电路的过电流而释放掣子的过电流跳闸装置，其中：
(1)该肘杆包括一第一连杆，该第一连杆的下端连接于开闭杆而延伸到一设置在上方的肘轴，并包括一第二连杆，该第二连杆延伸于肘轴与掣子之间而以“V”字形与第一连杆搭接，使开闭弹簧延伸于肘轴与连接于开闭手柄的手柄杆的尖端之间而向下延伸(权利要求1)。
在传统结构中，两个竖直设置的连杆以“V”字形连接于一起，并伸长或弯曲而通过枢转在开闭方向上操作开闭杆，与这种传统结构相比，上述的构造可减小接点开闭机构部分在断路器高度方向上所占据的空间，使整个断路器更为紧凑。
(2)另外，按照本发明，权利要求1的断路器设定成当可动接触靴闭合时，在主电路接点部分的可动保持器的顶面与相对的开闭杆的尖端之间留有一个间隙。因此，当断路器打开时，因开闭弹簧的力而枢转的开闭杆的尖端与主电路接点部分的接触靴保持器的顶面相抵靠，从而对其施加一动态冲击力而打开可动接触靴(权利要求2)。
这样，假定开闭弹簧作用于开闭杆的力相同，推动接触靴保持器以打开可动接触靴的力在采取动态冲击力形式时要比采取静压力形式时更强。因此，即使固定和可动接触靴的接点熔合于一起，也可轻易地使可动接触靴与固定接触靴分离，从而确保更可靠的操作。
(3)而且，按照本发明，权利要求1的断路器具有一辅助弹簧，它帮助开闭弹簧加压并在主电路接点打开时将开闭杆压靠于接触靴保持器(权利要求3)。
利用这种结构，辅助弹簧作为一推进力作用于开闭杆的顶面上，以抵销从下方推压可动接触靴的接触弹簧的力。因此，通过有效地使用作为主弹簧的开闭弹簧的积蓄力，可将可动接触靴从一闭合位置驱动到一打开位置，而无需一个较强的力来操作开闭手柄，从而方便打开断路器所需的操作。另外，当断路器闭合时，如果开闭杆处于使其尖端与接触靴保持器相隔开的待机状态，如前面(2)项中所述的那样，则可防止辅助弹簧的力干涉可动接触靴的接触弹簧，从而在固定接触靴与可动接触靴之间提供足够的接触压力。
(4)前面(3)项中的辅助弹簧的一端连接于一辅助推进杆，该杆在开闭杆的顶面所形成的一凸轮表面上滑动，以在主电路接点打开时驱动辅助杆而对开闭杆施加一推进力(权利要求4)。
利用这种结构，当断路器打开时，辅助弹簧的力作为一推进力通过辅助杆作用于开闭杆的顶面上，以抵销从下方压迫和驱动可动接触靴的接触弹簧的力。因此，通过有效地使用作为主弹簧的开闭弹簧的积蓄力，可将可动接触靴从闭合位置驱动到打开位置，而无需一个较强的力来操作开闭手柄，从而方便打开断路器所需的操作。
下面将根据所示的实例来描述本发明的一个实施例。在实例的附图中，那些与图4中的对应的部分用相同的标号表示，并省略对它们的详细描述。
图1表示对应于本发明实例1的断路器的接点开闭机构部分的结构。图1(a)是装配状态的总的立体图，图1(b)是图1(a)中的一个主要机构的立体图。
图2表示断路器的操作，其接点开闭机构部分与一主电路接点部分相组合。图2(a)表示打开状态，图2(b)表示闭合状态。
图3表示对应于本发明实例2的接点开闭机构部分的结构。图3(a)表示打开状态，图3(b)表示闭合状态。
图4是表示本发明所涉及的一传统断路器的结构的剖视图。
图1(a)和(b)表示本发明一个实例的接点开闭机构部分的一个整体部分的结构，它适用于图4所示的断路器的接点开闭机构部分。在这些附图中，开闭杆10由绝缘体制成，并通过一位于后端的轴部分10a用轴颈支承和固定于组件架14，相对于主电路接点部分的接触靴保持器8的顶面设置有一叉形尖端部分10b，如图2(a)和2(b)中所示。
另外，接点开闭机构部分12具有一肘杆，该肘杆包括一第一连杆16和一第二连杆18，第一连杆延伸于开闭杆10中所设置的一轴10c与一设置在上方的肘轴15之间，第二连杆延伸于肘轴15与一掣子17之间而与第一连杆16成“V”字形搭接。对于肘杆，在手柄杆11a的尖端与肘轴15之间延伸有一开闭弹簧(主弹簧)21，手柄杆11a从开闭手柄11向下延伸。手柄杆11通过一支承轴11b用轴颈支承于组件架14。
另外，在一组件结构中，掣子17通过一支承轴17a支承于组件架14中，一掣爪部分锁扣和支承于一摇动式容掣器19，容掣器19的支承件20相对于一交叉杆(未图示)而设置。
接下来说明如上述构制的接点开闭机构的操作。图1表示一主电路接点的打开状态，其中开闭杆10的尖端部分10b将主电路接点部分的接触靴保持器8向下推，从而使可动接触靴6与固定接触靴4和5分离，如图2(a)所示。而后，当开闭手柄11倒落到OFF位置时，手柄杆11a沿逆时针方向绕支承轴11b转动。当手柄杆11a与开闭弹簧21之间的连接超越使肘轴15与杆支承轴11b连接的一轴线时，开闭弹簧21的积蓄力使肘杆反向运动，从而以第二连杆18与掣子17之间的连接作为支点沿顺时针方向摇动第二连杆18，因而将第一连杆16与肘轴15一起向右拉。这造成开闭杆10沿逆时针方向绕支承轴10a摇动，并向上和向后运动，如图2(b)中所示。因此，可动接触靴6由接触弹簧7压迫并闭合。
另一方面，当闭合的开闭手柄11沿顺时针方向转动时，肘杆沿与上述相反的方向运动而顺时针摇动开闭杆10，从而克服接触弹簧7的力而向下推动接触靴保持器8，因而打开可动接触靴6。
从以上对操作的描述可以看出，肘杆以这样一种方式运动，即第一连杆16和第二连杆18用肘轴15作为支点以“V”字形彼此搭接。因此，较之两根连杆沿断路器竖直方向以“V”字形连接于一起的传统肘杆，断路器高度方向上的活动范围减小了一半，从而使接点开闭机构更小、更紧凑。
另外，在所示实例的接点开闭机构中，肘杆机构设定为当接触靴闭合时，在开闭杆10的尖端部分10b与接触靴保持器8的顶面之间形成一间隙g，如图2(b)所示。在开闭杆10上另外安装一辅助弹簧(压缩弹簧)22，以在将杆向下推的方向上施加一弹簧力，如图2(a)所示。
如果在接触靴闭合时于开闭杆10的尖端部分10b与接触靴保持器8之间留有间隙g，如上所述，当接触靴通过开闭手柄11的操作或过电流跳闸装置的跳闸操作而打开时，因开闭弹簧21的积蓄力而从其后退位置反向运动的开闭杆10的尖端部分10b移动通过间隙g，然后与接触靴保持器8的顶面相抵靠，因而在其上面施加一动态冲击打开力。因此，即使在闭合状态流过主电路的电流造成固定接触靴4和5与可动接触靴6熔合于一起而阻止接触靴打开，施加于接触靴保持器8的动态冲击打开力也可允许主电路接触靴轻易地打开，从而使断路器能够更可靠地工作。
而且，当用接触弹簧7来提供较大的力以提高固定接触靴与可动接触靴之间在闭合状态的接触压力时，必须相应地增大接点开闭机构的开闭弹簧21的力。然而，当开闭弹簧21的力增大时，手动操作开闭手柄11所需的力也增大，因而有碍使用者方便地操作断路器。因此，与开闭弹簧21分开地，在开闭杆10上另外安装一辅助弹簧22，使得在接触靴打开时，辅助弹簧22的力与主电路接点部分的接触弹簧7的力相抵销。这可相应地减小开闭弹簧21的力以及操作开闭手柄11所需的力，让使用者方便地操作断路器。
接下来参照图3(a)和3(b)来描述本发明的对应于权利要求4的应用实例。在该实例中，除了图1中所示的结构外，辅助弹簧22作为一拉伸弹簧延伸于一设置在开闭杆10上方以推进它的辅助杆23与一固定于组件架14的支承轴24之间。在这种情况下，辅助弹簧23通过一支承轴23a用轴颈支承于组件架14，并设置成压迫和移动一连接于辅助杆23尖端的销23b并使其在开闭杆10的顶面所形成的一凸轮表面10d上以从其根部到尖端的方式移动。
利用这种结构，辅助弹簧22的拉伸力通过辅助杆23的尖端销23b而施加于凸轮表面10d，从而将开闭杆10向下推。另外，辅助杆23的尖端销23b按照开闭杆10与如图3(a)所示的接触靴的打开状态或如图3(b)所示的闭合状态相对应的倾斜位置在凸轮表面10d上滑动。
在这种情况下，辅助弹簧22沿使开闭杆10向下倾斜的方向作用的力由辅助杆23的杠杆比、其伸长状态以及凸轮表面10d和辅助杆23的销23b彼此抵靠的点来确定。而后，如果断路器设定成当接触靴如图3(a)所示打开时，辅助弹簧22将开闭杆10向下推的力基本抵销了接触弹簧7将可动接触靴6的保持器8向上推的力，从而在电路的打开操作过程中，可动接触靴6因开闭弹簧21通过肘杆作用于开闭杆10上的积蓄力而能可靠地与固定接触靴4和5相分离，而无需加强作为主弹簧一体结合于接点开闭机构中的开闭弹簧21。这使得不需要较强的力就能轻易地操作开闭手柄11，从而允许使用者方便地操作断路器。
如以上所描述的，按照本发明的结构，断路器包括：设置在壳体中的底部并由接触弹簧推动的主电路接触靴；设置在接触靴上方的接点开闭机构，该机构包括开闭杆、肘杆、开闭手柄和掣子的组合；以及也设置在接触靴上方的过电流跳闸装置，其中，该肘杆包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的下端连接于开闭杆而延伸到设置在上方的肘轴，第二连杆延伸于肘轴与掣子之间而以“V”字形与第一连杆搭接，使开闭弹簧延伸于肘轴与连接于开闭手柄的手柄杆的尖端之间而向下延伸。因此，可减小接点开闭机构在高度方向上所占据的空间，从而使断路器更为紧凑。
另外，权利要求2中的结构使得断路器的打开操作更为可靠，并且权利要求3和4中的结构使得主电路接触靴能因辅助弹簧的额外推动而可靠地打开，从而让使用者能很容易地操作开闭手柄乃至断路器，而无需加强用作主弹簧的开闭弹簧。因此，可提供一种小而可靠的断路器。