專利名稱：熱動式斷開裝置及使用其的電路斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱動式斷開裝置及使用其的電路斷路器。
背景技術(shù)：
熱動式斷開裝置例如為在電路斷路器中檢測過電流、進(jìn)行主電路的斷開的裝置。過電流流過時的斷開特性按JIS等標(biāo)準(zhǔn)確定其范圍，產(chǎn)品需要滿足該特性。然而，在熱動式斷開裝置中，由于構(gòu)成的部件的制作偏差、材料的偏差的原因，斷開特性的偏差避免不了。因此，通常含有用于調(diào)整斷開特性的構(gòu)造，進(jìn)行特性的調(diào)整、檢查。
為了對斷開特性進(jìn)行調(diào)整、檢查，需要正確地測定其特性值。在熱動式斷開裝置中，大多數(shù)場合是使預(yù)定電流通電，測量從通電開始到完成斷開的時間(斷開時間)、雙金屬位移量，從而測定斷開特性。另一方面，雙金屬的彎曲系數(shù)為已知，所以，通過測定雙金屬溫度，從而可求出雙金屬位移量。因此，可通過測定雙金屬溫度從而把握斷開特性。
在測量雙金屬溫度時，為了不使測量對雙金屬彎曲量產(chǎn)生影響，最好為按非接觸方式測定的方法。在使用接觸式溫度計進(jìn)行的測量中，由于通過測頭從外部對雙金屬施加載荷，所以，在雙金屬產(chǎn)生撓曲，使斷開特性變化。作為非接觸溫度測定方法，一般使用含有紅外線吸收元件的輻射溫度計。
然而，通常的雙金屬表面由于為金屬光澤面，所以，存在難以進(jìn)行正確的溫度測量的問題。另外，在含有漏電檢測電路的漏電電路斷路器、小型化的電路斷路器中，由于雙金屬周圍的間隙較小，所以，難以從外部測定雙金屬表面溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決這樣的問題而作出的，其目的在于提供一種可使用非接觸式溫度計以高精度測量雙金屬溫度的熱動式斷開裝置及使用其的電路斷路器。
本發(fā)明的熱動式斷開裝置由過電流加熱雙金屬，通過受到加熱的雙金屬的彎曲進(jìn)行電路的斷路動作；其中，使雙金屬的表面的至少一部分為黑色或無光澤黑色。
這樣，可使用非接觸式溫度計以高精度測量雙金屬溫度。
另外，本發(fā)明使雙金屬的的溫度測量部的表面為黑色或無光澤黑色。
另外，本發(fā)明在雙金屬的溫度測量部設(shè)置朝雙金屬的縱向大體彎曲成直角的彎曲加工部，使其表面為黑色或無光澤黑色。
這樣，即使對于難以從雙金屬面的大體垂直方向測量的機(jī)種，也可穩(wěn)定地進(jìn)行高精度的溫度測量。
另外，本發(fā)明在雙金屬的溫度測量部設(shè)置朝雙金屬的縱向大體彎曲成直角的彎曲加工部。
這樣，可從雙金屬的縱向測量，可穩(wěn)定地進(jìn)行高精度的溫度測量。


圖1為示出本發(fā)明實施形式1的熱動式斷開裝置的雙金屬部的透視圖。
圖2為示出實施形式2的熱動式斷開裝置的雙金屬部的透視圖。
圖3為示出實施形式3的熱動式斷開裝置的雙金屬部的透視圖。
圖4為示出實施形式4的熱動式斷開裝置的雙金屬部的透視圖。
圖5為示出實施形式2的雙金屬的材料加工階段的平面圖。
圖6為示出實施形式3的雙金屬的材料加工階段的平面圖。
圖7為示出使用非接觸溫度計測量實施形式3的雙金屬的溫度的狀態(tài)的圖。
圖8為示出使用非接觸溫度計測量實施形式4的雙金屬的溫度的狀態(tài)的圖。
圖9為示出具有熱動式斷開裝置的電路斷路器的構(gòu)造的局部剖切正面圖。
具體實施例方式
實施形式1電路斷路器為在流過額定以上的過電流時使電路斷開、防止事故的安全裝置。在電路斷路器中，將檢測過電流的機(jī)構(gòu)稱為斷開機(jī)構(gòu)，其檢測方式的一種為使用雙金屬的熱動式。它利用了雙金屬隨溫度變化而產(chǎn)生彎曲的特性。圖9為示出具有熱動式斷開機(jī)構(gòu)即熱動式斷開機(jī)構(gòu)裝置的電路斷路器的構(gòu)造的局部剖切正面圖。
流過額定電流以上的過電流時的動作如下。
(1)過電流在加熱器1或雙金屬2流過，使加熱器1或雙金屬2的溫度上升。
(2)隨著雙金屬2的溫度上升，雙金屬2彎曲。
(3)雙金屬2的彎曲量變大，推壓斷開桿3。
(4)機(jī)構(gòu)部4作動，瞬時地斷開主電路5。
從過電流開始流動到斷開的時間根據(jù)JIS等標(biāo)準(zhǔn)確定范圍，產(chǎn)品的斷開時間必須滿足其范圍。然而，斷開機(jī)構(gòu)的作動點即雙金屬2推壓斷開桿3的位置隨構(gòu)成斷開機(jī)構(gòu)的各部件的加工·組裝誤差、材料特性的偏差等制造偏差的累加而產(chǎn)生偏差，從通電開始到斷開的時間(斷開時間)產(chǎn)生偏差。在這里，為了吸收這樣的制造偏差，在雙金屬2前端、斷開桿3設(shè)置調(diào)整機(jī)構(gòu)6，在組裝工序中進(jìn)行調(diào)整、檢查作業(yè)。
在調(diào)整、檢查作業(yè)中，需要正確地測定每個工件的斷開特性。在大多數(shù)場合，通常按預(yù)定電流值通電，測量斷開時間，或測量此期間的雙金屬位移量，從而測定斷開特性。然而，通電開始時的工件溫度、測定環(huán)境溫度對斷開時間、雙金屬位移量產(chǎn)生較大影響，所以，必須在管理成一定溫度的狀態(tài)下測量，或根據(jù)工件溫度、周圍溫度對測量值進(jìn)行校正。
另一方面，雙金屬根據(jù)其溫度和彎曲系數(shù)決定彎曲量(位移量)，由于彎曲系數(shù)為已知，所以，通過測量雙金屬溫度，可求出位移量。因此，通過測量雙金屬溫度，可測定斷開特性。
在測量雙金屬溫度時，一般使用非接觸式的輻射溫度計。這是因為，當(dāng)使用接觸式溫度計時，測頭的接觸載荷使雙金屬產(chǎn)生撓曲，斷開特性變化，不能測定正確的斷開特性。
非接觸式溫度計通過檢測從物體輻射的紅外線輻射能量從而測定物體的溫度。從物體輻射的紅外線的輻射量隨材質(zhì)、其表面狀態(tài)而不同，即使在相同溫度下，輻射的紅外線能量(輻射率)也不同。對于非接觸溫度計，以理想黑體(輻射率100％的理論物體)為基準(zhǔn)計算出溫度，對于此以外的物體對應(yīng)于各個的輻射率進(jìn)行校正。
輻射率通常通過實驗獲得，由于難以在短時間內(nèi)求出測定物的輻射率，所以，在批量生產(chǎn)工序中不能對各工件求出輻射率。因此，在雙金屬的輻射率產(chǎn)生偏差的場合，該偏差成為溫度測量的偏差。另外，雙金屬表面一般成為金屬光澤面，所以，從加熱器等處于雙金屬近旁的其它熱源輻射的紅外線容易在雙金屬表面反射。其反射光入射到輻射溫度計時，成為測定誤差。
另外，即使在輻射率低的場合，通過相應(yīng)于輻射率進(jìn)行校正，從而可進(jìn)行溫度測定，但由于紅外線的絕對值變少，所以，測定時的噪聲成分增多，溫度測定精度下降。因此，為了進(jìn)行高精度的溫度測量，最好輻射率高而且恒定。
因此，在本發(fā)明中，使雙金屬2的成為溫度測量部的表面為黑色最好為無光澤黑色7(參照圖1)，從而使輻射率高而且恒定。這樣，即使對于不同的工件，也成為恒定的高輻射率，所以，可按高精度穩(wěn)定地測定雙金屬溫度。另外，通過進(jìn)行消光涂覆，從而可抑制來自其它熱源的反射，可減少測量誤差。圖1為示出本發(fā)明實施形式1的熱動式斷開裝置的雙金屬部的透視圖。為了形成為黑色，例如具有涂覆、腐蝕的方法。為了形成為消光黑色，使用消光用的黑色涂料即可。也可通過進(jìn)行腐蝕和氧化，從而形成為無光澤黑色。在該場合，作為腐蝕液，當(dāng)雙金屬2為鐵系材料時，例如使用氫氧化鈉溶液、磷酸鹽溶液，當(dāng)為銅系的材料時，例如使用含有硒的酸性水溶液。
實施形式2為了高精度地測量雙金屬溫度，需要固定在雙金屬內(nèi)的溫度測定位置即溫度測量部8(參照圖2)。這是因為，在由加熱器對雙金屬2的加熱中難以均勻地對雙金屬整體加熱，所以，在雙金屬2內(nèi)存在溫度分布。因此，只要在溫度測量部進(jìn)行實施形式1記載的雙金屬2的表面黑化處理即可。圖2為實施形式2的熱動式斷開裝置的雙金屬部的透視圖。
通常用于電路斷路器的雙金屬2由壓力加工從細(xì)長的雙金屬材料9制造(參照圖5)。因此，在材料9的階段僅使成為溫度測量部的部位為黑色，最好為無光澤黑色7，對其進(jìn)行壓力加工，從而可獲得僅使必要的部位黑色化的雙金屬片。圖5為示出實施形式2的雙金屬的材料加工階段的平面圖。與在雙金屬片的狀態(tài)下進(jìn)行黑色處理相比，在材料狀態(tài)下統(tǒng)一處理時更可使加工工序簡化，降低加工費用。另外，通過如實施形式2那樣使處理部分為最小限度，從而進(jìn)一步降低加工費用。
實施形式3圖6示出在雙金屬材料9設(shè)置2個部位的黑色部的例子。在雙金屬的形狀中具有寬度朝前端逐漸變小的形狀，該場合通過交替地組合雙金屬片的方向進(jìn)行壓力加工，從而可提高材料9的利用率。從卷筒狀材料拉出雙金屬材料9，設(shè)置2條黑色部，然后如圖所示那樣進(jìn)行壓力加工。圖3為示出使用由實施形式3形成的雙金屬的熱動式斷開裝置的主要部的透視圖。
實施形式4在使用非接觸溫度計測量雙金屬的溫度時，從雙金屬的溫度測量部8朝大體垂直方向設(shè)置溫度計，在其間需要沒有擋住紅外線的障礙物的空間。圖7為示出使用非接觸溫度計10測量實施形式3的雙金屬2的溫度的狀態(tài)的圖。
然而，對于例如漏電電路斷路器，鄰接于雙金屬地組裝漏電檢測部，不能確保上述空間的場合較多。即使在電路斷路器中，產(chǎn)品的小型化使可測定雙金屬溫度的部位受到限制，有時不能測量雙金屬上的理想的溫度測量點。實施形式4為在這樣的場合也可進(jìn)行所期望的場所的溫度測量的形式。
圖4示出實施形式4的熱動式斷開裝置的雙金屬部的透視圖。在成為雙金屬的溫度測量部8的部位設(shè)置彎曲加工部11。
如圖8所示那樣，為了可從雙金屬的縱向測定溫度，與雙金屬2的縱向大體成直角地在雙金屬的溫度測量部8設(shè)置彎曲加工部11。在熱動式斷開裝置中，由于需要用于雙金屬2彎曲的空間，并需要調(diào)整斷開特性，所以，在雙金屬2的縱向存在可測量的空間的場合較多。然而，在已有技術(shù)的雙金屬中，由于從該方向僅有能夠測定板厚量的部分，所以，溫度測量非常困難。
通過在雙金屬2的成為溫度測量部8的部位實施彎曲加工，設(shè)置彎曲加工部11，確保溫度測量所需要的面積，從而可如圖8所示那樣從上方平行于雙金屬2的縱向由非接觸溫度計10測量溫度。通過改變實施彎曲加工的位置，從而可在雙金屬的任意的場所進(jìn)行溫度測量。
另外，對于在該彎曲加工部的表面進(jìn)行溫度測量的部位，在彎曲加工后或彎曲加工前形成為黑色，最好形成為無光澤黑色，這樣，可按更高精度測量雙金屬溫度。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如以上那樣，本發(fā)明的熱動式斷開裝置可使用非接觸式溫度計高精度地測量雙金屬溫度，所以，可正確地求出雙金屬位移量，將其適用于電路斷路器，可容易地使電路斷路器的特性穩(wěn)定化。
權(quán)利要求
1.一種熱動式斷開裝置，由過電流加熱雙金屬，通過受到加熱的雙金屬的彎曲進(jìn)行電路的斷開動作；其特征在于使雙金屬的表面的至少一部分為黑色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱動式斷開裝置，其特征在于使雙金屬的表面的至少一部分為無光澤黑色。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱動式斷開裝置，其特征在于使雙金屬的溫度測量部的表面為黑色。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱動式斷開裝置，其特征在于使雙金屬的上述溫度測量部的表面為無光澤黑色。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱動式斷開裝置，其特征在于在雙金屬的上述溫度測量部設(shè)置朝雙金屬的縱向大體彎曲成直角的彎曲加工部，使其表面為黑色。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱動式斷開裝置，其特征在于在雙金屬的上述溫度測量部設(shè)置朝雙金屬的縱向大體彎曲成直角的彎曲加工部，使其表面為無光澤黑色。
7.一種熱動式斷開裝置，由過電流加熱雙金屬，通過受到加熱的雙金屬的彎曲進(jìn)行電路的斷開動作；其特征在于在雙金屬的溫度測量部設(shè)置朝雙金屬的縱向大體彎曲成直角的彎曲加工部。
8.一種電路斷路器，具有熱動式斷開裝置，該熱動式斷開裝置由過電流加熱雙金屬，通過受到加熱的雙金屬的彎曲進(jìn)行電路的斷路動作；其特征在于使雙金屬的溫度測量部的表面為黑色。
全文摘要
一種熱動式斷開裝置，由過電流加熱雙金屬(2)，通過受到加熱的雙金屬(2)的彎曲進(jìn)行電路的斷開動作；其中使雙金屬(2)的表面的至少一部分為黑色或無光澤黑色(7)。這樣，可使用非接觸式溫度計高精度地測量雙金屬(2)的溫度。另外，在雙金屬的溫度測量部(8)設(shè)置彎曲加工部(11)，使其表面為無光澤黑色。
文檔編號H01H73/02GK1926654SQ20048004244
公開日2007年3月7日 申請日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者川村浩司, 秋田裕之, 村井正俊, 米澤宏敏, 內(nèi)藤悟 申請人:三菱電機(jī)株式會社