專利名稱：空氣斷路器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空氣斷路器，更詳細地涉及電磁操作式空氣斷路器。
背景技術：
一般地，空氣斷路器構成為具備使刀型的可動接觸元件相對于固定集電子轉動并進行接通、切斷的結構的開閉接觸部；用于拉長斷路時的弧長并限流的消弧裝置；通過聯(lián)桿機構驅動開閉接觸部的接通操作用電磁鐵；以及根據(jù)切斷指令進行動作的斷開裝置。在這種空氣斷路器中，有下述空氣斷路器具備刀型的可動接觸元件、與該可動接觸元件連接的第一桿機構、接通操作用電磁鐵、以及通過連接部件連接在該電磁鐵的柱塞的前端的第二桿機構，通過構成為旋轉自如地設在第二桿機構的前端的滾子與使第一桿機構作用的作用點抵接，可抑制接通操作用電磁鐵的行程的增加，從而實現(xiàn)電磁鐵的小型化 (例如，參照專利文獻1)。現(xiàn)有技術文獻專利文獻1 日本特開2010-44927號公報在上述專利文獻1記載的空氣斷路器中，在與可動接觸元件連接的第一桿機構中，由于能夠縮短力的作用點的力臂的長度，因此能夠抑制接通操作用電磁鐵的行程的增加。其結果，能夠使電磁鐵小型化。但是，在專利文獻1記載的空氣斷路器中，由于使電磁鐵的柱塞克服重力向上方移動，并在切斷方向上驅動可動接觸元件，因此為了確保切斷速度，不得不大型化，存在制約電磁鐵的小型化的課題。另外，作為所謂的增力機構，由于是使兩個桿機構關聯(lián)的結構， 因此存在部件數(shù)增加之類的課題。另一方面，從用戶的觀點出發(fā)，要求空氣斷路器更小型化且便宜化。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述事項完成的，其目的在于提供不會使作為操作器的電磁鐵和增力機構大型復雜化，而是更小型化，并且實現(xiàn)了便宜化的空氣斷路器。為了實現(xiàn)上述目的，第一發(fā)明具備具有定子和與上述定子相對且可轉動地被支撐軸軸支承的刀形的可動元件的開閉器部；具有配置在上方的固定鐵心、與上述固定鐵心相對地配置在下方的可動鐵心、利用電磁力使上述固定鐵心和上述可動鐵心接觸或分離的線圈及永久磁鐵的電磁操作器；存儲用于激發(fā)上述電磁操作器的上述線圈的電力的電容； 根據(jù)對上述開閉器部的接通指令或切斷指令控制從上述電容供給到上述線圈的電流的通電方向的控制基板；以及以與上述電磁操作器的上述可動鐵心連接并將由上述電磁操作器的電磁力產生的驅動力傳達到上述開閉器部的方式配設在上述電磁操作部的上方的增力機構部。另外，第二發(fā)明在第一發(fā)明的基礎上，其特征在于，上述電磁操作器的上述永久磁鐵在上述可動鐵心與上述固定鐵心接觸時，以與上述可動鐵心的下部接觸的方式配置在上述線圈的支出板的下部。另外，第三發(fā)明在第一或第二發(fā)明的基礎上，其特征在于，上述增力機構部具備 三相獨立地構成的上述可動元件；通過連接銷將一端連接在分別連接于上述可動元件的絕緣桿上的各個三相的桿；貫通并軸支承上述各個三相的桿的另一端的旋轉軸；以及連接上述電磁操作器的可動鐵心與上述桿的連接部件。另外，第四發(fā)明在第三發(fā)明的基礎上，其特征在于，具備將一端安裝在上述增力機構部的上述連接銷上、將另一端安裝在上述空氣斷路器的底板上的切斷彈簧，上述切斷彈簧在將上述開閉器部的上述可動元件接通，并將上述連接銷向上方拉起時伸長并蓄勢。另外，第五發(fā)明在第一至第四發(fā)明任一項的基礎上，其特征在于，上述電磁操作器配置在從正面觀察時的寬度方向大致中央。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)本發(fā)明，由于通過組合簡單的增力機構和帶永久磁鐵電磁操作器而構成空氣斷路器的操作機構，因此能夠使永久磁鐵小型化，并且能夠充分地確保切斷速度。其結果， 能夠提供實現(xiàn)了更小型化及便宜化的空氣斷路器。


圖1是利用局部截面表示本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的切斷狀態(tài)的側視圖。圖2是利用局部截面表示圖1所示的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的切斷狀態(tài)的主視圖。圖3是利用局部截面表示本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的接通狀態(tài)的側視圖。圖4是利用局部截面表示圖3所示的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的接通狀態(tài)的主視圖。圖中1-空氣斷路器，2-金屬機架，3-底盤，4-固定側導體，5-可動側導體，6、7_切斷夾子，8-支撐部件，9-旋轉軸，10-可動元件，11-定子，12-絕緣桿，13-連接銷，14-桿，15-主旋轉軸，16-增力機構，17a、17b、17c-電容，18-帶(固定金屬器具)，19-控制基板，20-電磁鐵(電磁操作器)，25-切斷彈簧，28-連接部件，30-線圈，32-可動鐵心，33-固定鐵心， 34-旋轉軸，38-永久磁鐵。
具體實施例方式以下，使用

本發(fā)明的空氣斷路器的實施方式。圖1至圖4表示本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式，圖1是利用局部截面表示本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的切斷狀態(tài)的側視圖，圖2是利用局部截面表示圖1 所示的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的切斷狀態(tài)的主視圖，圖3是利用局部截面表示本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的接通狀態(tài)的側視圖，圖4是利用局部截面表示圖3所示的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的接通狀態(tài)的主視圖。另外，在本實施方式中，為了方便說明，將斷路器的操作部側作為前側及正面?zhèn)龋瑢⑶袛嗖總茸鳛楹髠燃氨趁鎮(zhèn)?。在這些圖中，空氣斷路器1具備具有車輪的可移動的底盤3和載置在該底盤3上的箱型的金屬機架2，在該金屬機架2的背面?zhèn)?圖1及圖3的左側)固定有絕緣臺架2a。在絕緣臺架加上，分別以貫通的形式在上部側固定有固定側導體4，在下部側固定有可動側導體5。在固定側導體4和可動側導體5的外部端分別安裝有切斷夾子6、7。這些切斷夾子6、7在底板側的未圖示的軸套部上可插拔。其結果，通過改變空氣斷路器1相對于底板的拉出位置，可分別使空氣斷路器1的固定側導體4和可動側導體5與底板側的電源側母線、負荷側母線接觸或離開。在可動側導體5的內部端固定有支撐部件8。在該支撐部件8上設有由利用旋轉軸9轉動自如地軸支承一端側(基端側)的一張刀形帶板狀導體部件構成的可動元件10。在固定側導體4的內部端設有以與固定側導體4電連接并與可動元件10的另一端側(前端側)的外側面分別接觸或離開的方式配置的定子lla、llb。其結果，通過可動元件10以旋轉軸9為支點與定子IlaUlb相對地旋轉，可動元件10的前端側與定子11a、 lib相對地插入或拔出，以此實現(xiàn)空氣斷路器1的接通、切斷。換言之，由可動元件10和定子IlaUlb構成開閉器部。另外，在圖1及圖3中，只表示一相，但如圖2及圖4所示，相同結構的開閉器部設為三相并在從正面觀察時的寬度方向上排列，在后述的電磁鐵上連接有在正面觀察時的寬度方向位于中央的相(以下稱為第二相)。在可動元件10的側面大致中央部連接有絕緣桿12的一端。絕緣桿12的另一端通過連接銷13連接在桿14的一端上。桿14的另一端由被旋轉自如地軸支承的主旋轉軸 15軸支承。在此，連接銷13由三相分別獨立的三個構成，一個主旋轉軸15貫通并軸支承三相的各個桿14的另一端，其兩端部旋轉自如地設在金屬機架2的兩側面。另外，如圖2及圖4所示，絕緣桿12和桿14形成為分別使一對板狀部件相對，連接銷13設為架設在這一對板狀部件上。作為所謂的增力機構16，具備三相各自獨立地構成的絕緣桿12、連接銷13、桿14、 主旋轉軸15、及連接后述的電磁鐵20的旋轉軸34和第二相的桿14的連接部件觀。該增力機構16的詳細結構將于后述。在箱型的金屬機架2的正面?zhèn)壬喜吭O有頂棚罩加。在該頂棚板加的上部載置并固定有三個電容17a、17b、17c。具體地說，將兩端固定在沿電容17c的軸向配置的支撐金屬器具17d上的帶(固定金屬器具)18以包圍各電容17a、17b、17c周圍的方式沿徑向配置。 支撐金屬器具17d利用螺栓固定在頂棚罩加上。在各電容17a、17b、17c的端子部連接有未圖示的電纜，并分別積蓄通過電纜供給的電力。為了激發(fā)后述的電磁鐵20的線圈而供給蓄積的電力。另外，后述的控制基板19 根據(jù)對空氣斷路器1的接通指令或切斷指令，控制從各電容17a、17b、17c供給電磁鐵20的線圈的電流的通電方向。如圖2及圖4所示，控制基板19通過防振橡膠等襯墊并利用螺栓、螺母固定在金屬機架2的右側面上。在控制基板19上安裝有接受來自未圖示的數(shù)字繼電器等的接通指令或切斷指令并控制電磁鐵20的驅動的控制邏輯部、用于對電容17a、17b、17c進行充放電的充放電電路、及控制電磁鐵20的線圈的通電方向的繼電器等(省略圖示)。如圖2及圖4所示，作為電磁操作器，驅動可動元件10的電磁鐵20配置在從正面觀察時的金屬機架2的大致中央部，具備線圈(電磁線圈)30、線圈架31、可動鐵心32、固定鐵心33、旋轉軸34、三張可動平板35、36、37、永久磁鐵38、形成為筒狀的鐵制罩40、42、鐵制的支撐板44、45、46、47及固定桿48等。線圈30容納在配置于支撐板44和支撐板47之間的線圈架31內，固定桿48利用螺栓、螺母固定在金屬機架2的底板部。旋轉軸34沿著垂直方向配置在電磁鐵20的中央部。就旋轉軸34而言，其下部側插入可動平板35、36、37的各個貫通孔內，其上部側插入支撐板46、47的各個貫通孔，并在上下方向上滑動自如?？蓜予F心32、可動平板35、36、37利用螺母固定在旋轉軸34的外周面，在旋轉軸；34的上部側通過銷沈旋轉自如地連接有連接部件觀的一端。在旋轉軸34上安裝有三張可動平板35、36、37。減小最下部的可動平板37是為了使可動部的質量合適。在可動鐵心32的周圍配置有固定在支撐板45的下部的永久磁鐵 38。該永久磁鐵38配置為，在可動鐵心32向上方移動并與固定鐵心33接觸時，與可動鐵心32的周圍接觸。固定鐵心33例如利用螺栓固定在支撐板47的下部。為了減小磁阻力，可動鐵心 32和固定鐵心33可以是純鐵或硅素鋼制。將一端連接在旋轉軸34的上部側的連接部件觀的另一端利用銷四連接在第二相的桿14的連接銷13附近。另外，如圖2及圖4所示，在從正面觀察時的寬度方向中，在左側的相(以下稱為第一相)的連接銷13的軸向外端部連接有切斷彈簧25的一端，切斷彈簧25的另一端安裝在金屬機架2的底板部。切斷彈簧25在接通可動元件10且向上方拉起連接銷13時，伸長并蓄勢(參照圖4)。接著，說明上述的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式的動作。在圖1及圖2所示的切斷狀態(tài)下，若對控制基板19輸入接通指令，則根據(jù)來自控制基板19的信號，電磁鐵 20的線圈(電磁線圈)30通電，在線圈30的周圍由連接可動鐵心32 —固定鐵心33 —支撐板47、46 —罩42 —支撐板44、45 —可動鐵心32的路徑形成磁場，向上的吸引力作用在可動鐵心32的上部側側面，可動鐵心32向固定鐵心33側移動，從而將可動鐵心32吸附在固定鐵心33上。此時，由于由永久磁鐵38形成的磁場的方向也與由激發(fā)線圈30產生的磁場的方向相同，因此可動鐵心32在吸引力大的狀態(tài)下向固定鐵心33側移動。在此，在支撐板46、 47、44、45中，使線圈側即支撐板47、44側厚，從而確保相對于產生的沖擊的強度和由線圈 30產生的磁通量的流通面積。如圖3及圖4所示，若進行利用電磁鐵20的接通動作，則旋轉軸34克服切斷彈簧 25的彈力向上方移動，將由從電磁鐵20產生的電磁力產生的驅動力傳達到連接部件觀。該驅動力通過連接部件觀、銷四傳達到第二相桿14，并以主旋轉軸15為支點使第二相桿14 向順時針方向旋轉。其結果，將另一端軸支承在主旋轉軸15上的另一相桿14、14也同樣順時針旋轉。由此，各個三相的連接銷13上升移動，并使將一端連接在該連接銷13上的各個三相的絕緣桿12上升移動。由于在該絕緣桿12的另一端連接有將基端部軸支承在旋轉軸9 上的可動元件10，因此通過絕緣桿12的一端側的上升移動，各個三相的可動元件10以旋轉軸9為中心逆時針轉動。其結果，各個三相的可動元件10的前端部與各個三相的定子11a、lib相對地插入，因此可實行空氣斷路器1的接通。其結果，連接主旋轉軸15、桿14、連接銷13、絕緣桿12、及可動元件10的連接點的線為大致直線狀，將連接銷13配置在上方位置，切斷彈簧25在空氣斷路器1的接通動作中，總是持續(xù)伸長并蓄勢。接著，若對控制基板19輸入切斷指令(斷開指令)，則從控制基板19向線圈30輸出伴隨切斷指令的信號。其結果，在線圈30上流過與接通時反向的電流，并在線圈30的周圍形成與接通動作時反向的磁場。由線圈30產生的磁通量和由永久磁鐵38產生的磁通量互相抵消，由于在軸向端面(上面)的吸引力比由切斷彈簧25產生的彈力弱，因此可動鐵心32離開固定鐵心33并向下方移動。若連接銷34伴隨可動鐵心32的移動向下方移動，則如圖1及圖2所示，通過連接部件觀、銷29，以主旋轉軸15為支點使第二相桿14逆時針旋轉。其結果，將另一端軸支承在主旋轉軸15上的另一相的桿14、14也同樣逆時針旋轉。由此，各個三相的連接銷13下降移動，并使將一端連接在該連接銷13上的各個三相的絕緣桿12下降移動。由于在該絕緣桿12的另一端連接有將基端部軸支承在旋轉軸9 上的可動元件10，因此通過絕緣桿12的一端側的下降移動，可動元件10以旋轉軸9為中心順時針轉動。其結果，由于各個三相的可動元件10的前端部與各個三相的定子IlaUlb相對地拔出，因此實行空氣斷路器1的切斷。其結果，若連接主旋轉軸15和罩14的線、與連接絕緣桿12和可動元件10的連接點的線在連接銷13上為反 字狀，則將連接銷13配置在下方位置，并且切斷彈簧25的伸長被解除。根據(jù)上述的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式，由于組合簡單的增力機構16 和帶永久磁鐵38的電磁操作器20來構成空氣斷路器1的操作機構，因此能夠使永久磁鐵 38小型化，并且能夠充分地確保切斷速度。其結果，能夠提供實現(xiàn)了更小型化及便宜化的空氣斷路器1。另外，根據(jù)上述本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式，在空氣斷路器1的接通動作后，保持可動元件10的接通位置的保持力由電磁鐵20的永久磁鐵30承擔，但由于采用增力機構，因此永久磁鐵38的保持力可以是切斷彈簧25的彈力和電磁鐵20的可動鐵心32 的自重相加的程度。因此，能夠使永久磁鐵38小型化，從而能夠提供實現(xiàn)了便宜化的空氣斷路器1。另外，由于不需要現(xiàn)有的空氣斷路器具備的保持可動元件的接通位置的機械式插銷機構，因此能夠減少構成這些機構的部件的件數(shù)，從而能夠提供實現(xiàn)了便宜化的空氣斷路器1。另外，根據(jù)上述的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式，空氣斷路器1的切斷動作通過使電磁鐵20的可動鐵心32向下方移動而拉下增力機構16，并將可動元件10從定子11拔出而實行，但由于電磁鐵20的可動鐵心32的自重作用在動作方向，并且與切斷彈力相加，因此能夠充分地確?？諝鈹嗦菲?的切斷速度。其結果，能夠提供即使是小型的電磁鐵，也可確保切斷速度的空氣斷路器1。另外，根據(jù)上述的本發(fā)明的空氣斷路器的一個實施方式，由于構成為具有三相連接增力機構16的主旋轉軸15，并利用中央的第二相部分與電磁鐵20的旋轉軸34連接，因
7此空氣斷路器1的動作穩(wěn)定化，并且能夠減少部件件數(shù)。其結果，能夠提供實現(xiàn)了更小型化及便宜化的空氣斷路器1。
權利要求
1.一種空氣斷路器，其特征在于，具備具有定子和與上述定子相對且可轉動地被支撐軸軸支承的刀形的可動元件的開閉器部；具有配置在上方的固定鐵心、與上述固定鐵心相對地配置在下方的可動鐵心、利用電磁力使上述固定鐵心和上述可動鐵心接觸或分離的線圈及永久磁鐵的電磁操作器；存儲用于激發(fā)上述電磁操作器的上述線圈的電力的電容；根據(jù)對上述開閉器部的接通指令或切斷指令控制從上述電容供給到上述線圈的電流的通電方向的控制基板；以及以與上述電磁操作器的上述可動鐵心連接并將由上述電磁操作器的電磁力產生的驅動力傳達到上述開閉器部的方式配設在上述電磁操作部的上方的增力機構部。
2.根據(jù)權利要求1所述的空氣斷路器，其特征在于，上述電磁操作器的上述永久磁鐵以在上述可動鐵心與上述固定鐵心接觸時，與上述可動鐵心的下部接觸的方式配置在上述線圈的支撐板的下部。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的空氣斷路器，其特征在于，上述增力機構部具備三相獨立地構成的上述可動元件；通過連接銷將一端連接在與分別連接于上述可動元件的絕緣桿上的各個三相的桿；貫通并軸支承上述各個三相的桿的另一端的旋轉軸；以及連接上述電磁操作器的可動鐵心與上述桿的連接部件。
4.根據(jù)權利要求3所述的空氣斷路器，其特征在于，具備將一端安裝在上述增力機構部的上述連接銷上、將另一端安裝在上述空氣斷路器的底板上的切斷彈簧，上述切斷彈簧在使上述開閉器部的上述可動元件接通并將上述連接銷向上方提升時伸長并蓄能。
5.根據(jù)權利要求1 4任一項所述的空氣斷路器，其特征在于，上述電磁操作器配置在從正面觀察時的寬度方向的大致中央。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空氣斷路器。該空氣斷路器具備具有定子和與上述定子相對且可轉動地被支撐軸軸支承的刀形的可動元件的開閉器部；具有配置在上方的固定鐵心、與上述固定鐵心相對地配置在下方的可動鐵心、利用電磁力使上述固定鐵心和上述可動鐵心接觸或分離的線圈及永久磁鐵的電磁操作器；存儲用于激發(fā)上述電磁操作器的上述線圈的電力的電容；根據(jù)對上述開閉器部的接通指令或切斷指令控制從上述電容供給到上述線圈的電流的通電方向的控制基板；以及以與上述電磁操作器的上述可動鐵心連接并將由上述電磁操作器的電磁力產生的驅動力傳達到上述開閉器部的方式配設在上述電磁操作部的上方的增力機構部。
文檔編號H01H71/10GK102420081SQ20111023599
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權日2010年8月12日
發(fā)明者森田步, 澤田雅詞, 澀谷元輝, 藪雅人 申請人:株式會社日立制作所