JP2734615B2 - 接点装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回路遮断器或いは開閉器等に使用される接点
装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の接点装置を使用した回路遮断器は、短絡電流
や過負荷電流等の過電流を検出し過大電流と判別した場
合に固定接点と可動接点とを開離し回路遮断を行う。

しかしながら、過電流が流れ続けた状態で接点開極を
行うとその開離した接点間には過電流が流れ続けようと
するアーク電流が発生し、そのアーク電流を断ち切らな
い限り回路遮断が行えない。

そこで、一般的には消弧グリッドや磁気ヨーク等を用
いることにより、アーク電流を引延すと同時にアーク電
流を絞り込み、アーク電圧を高めて迅速にアーク電流を
消滅させる方法が採用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、消弧グリッドや磁気ヨーク等を用いる
ためには、それらの配置空間が必要で、しかも十分なる
消弧能力を備えた消弧グリッドや磁気ヨーク等を用いる
ためには広い空間が必要となっていた。

したがって、それらの空間が十分に確保できない場合
には消弧グリッドや磁気ヨーク等の消弧能力の減少が余
儀なくされ、迅速なアーク消弧が行うことが難しくな
り、場合によってはアーク電流が長時間、接点間に存在
する恐れがあった。

この状態は大きなアーク電圧を存在させつつアーク電
流が流れ続ける現象から、そのアークの電圧電流積が大
きい状態で時間経過が発生し、接点間での熱エネルギー
増大を招き、この熱エネルギーにより接点溶融や接点装
置周辺の絶縁不良等を発生させる問題が生じる。

本発明は上記事由に鑑みてなしたもので、その目的と
するところは、接点装置の空間が小さい場合でも熱エネ
ルギーの増大を抑えて確実な回路遮断が実現できる接点
装置の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題を解決するために、請求項（１）記載の接
点装置は、固定接点に可動接点が当接した閉極状態から
開離する可動接点板の開極動作に伴って固定接点と可動
接点との開離距離よりも固定接点側との距離が逆転して
小さくなるように固定接点と常に間隔をもって対向する
電極片を可動接点板の固定接点対向面に装備すると共
に、この電極片を前記可動接点の側方に近傍若しくは当
接させて設けている。

請求項（２）記載の接点装置は、請求項（１）記載の
ものに、さらに可動接点と電極片とが近接若しくは当接
する対向辺の長さを略同一若しくは電極片の方を大きく
している。

請求項（３）記載の接点装置は、請求項（１）記載の
ものに、さらに可動接点と電極片とが近接若しくは当接
する位置で、前記電極片の固定接点方向の高さより前記
可動接点の固定接点方向の高さを大きくしている。

〔作 用〕

請求項（１）記載の接点装置は、接点開極に伴って発
生するアーク電流は可動接点のみならず電極片にも広が
ることによりアーク電圧の上昇が抑制出来ることから、
熱エネルギーの上昇を抑制しつつ電流が略零点の位置で
遮断が可能となる。

請求項（２）記載の接点装置は、さらにアーク電流の
電極片側への移行に伴う可動接点の熱エネルギーによる
消耗は、電極片により可動接点の溶融移動が阻止されて
少なく出来、接点の開閉信頼性が確保できる。

請求項（３）記載の接点装置は、さらにアーク電流の
電極片側への移行に伴う可動接点の熱エネルギーによる
消耗に対し、固定接点方向への高さが予め確保されるこ
とにより固定接点に対する接触部分が確保され、接点の
開閉信頼性が確保できる。

〔実施例〕

以下、本発明を一実施例として掲げた図面第１図乃至
第４図に基づき説明する。この一実施例は回路遮断器に
使用したもので、本発明の接点装置１を除く回路遮断器
の構成は、既に出願人が提案した特願昭63−73708号の
ものと略同等である。

その全体の構成を第２図に基づき簡便に説明すると、
この回路遮断器は、器体２の両側に電源側端子装置３及
び負荷側端子装置４を装備し、この電源側端子装置３側
に配置された接点装置１と、この接点装置１に流れる短
絡電流或いは過負荷電流等の過電流を検出するオイルダ
ッシュポット型電磁石装置でなる負荷側端子装置４側に
装備された過電流検出装置５と、器体１の上面より突出
させた操作ハンドル６の操作に連動して接点装置１を開
閉駆動すると共に接点装置１が閉極状態の時に過電流検
出装置５に応動して接点装置１を強制的に開極する開閉
機構部７とを収納している。

また、この回路遮断器は、接点装置１と電源側端子装
置３と負荷側端子装置４と過電流検出装置５とを各極毎
に装備し、操作ハンドル６を含む開閉機構部７を各極共
通にして各々の過電流検出装置５及び接点装置１に連動
させる構成となっている。

しかして、本発明の接点装置１は、以下の構成からな
る。

すなわち、固定接点板８は、例えば銅或いは銅合金の
如き導電材料で構成され、電源側端子装置３の端子ネジ
９を螺合するネジ孔10を形成した端子片11と、例えば銀
或いは銀合金の如き固定接点板８よりも耐アーク性の高
い導電材料で構成された固定接点12を固着した接点片13
と、端子片11及び接点片13を結合する垂直片14と略Ｚ型
に構成し器体２に嵌め込んで装着している。

さらに、固定接点板８の接点片13は、固定接点12を突
出させて絶縁板15にてその表面を覆っている。この絶縁
板15は、接点片13の包囲により固定接点12の特に角部或
いは辺部分の消耗を減少させて固定接点12の消耗を少な
くしている。

しかも、垂直片14は絶縁物で構成された弾性を有する
排気バリア16と、上部に排気バリア16で閉塞される排気
孔17を形成すると共に磁性ヨーク兼取付耳片18を形成し
た排気板19を絶縁板15上で並設している。また、排気板
19には、その取付耳片18間に挟持され絶縁板15に下面が
当接した絶縁体20が装着されている。

これら排気バリア16及び排気板19は器体２に形成した
溝21にその両側辺を嵌め込むことにより装着されると共
に取付耳片18を器体２に形成した溝22に嵌め込むことに
より装着される。

接点片13上に装備した絶縁板15の先端には、Ｕ字型を
成すアークバリア23が器体２に形成した溝24にその両側
辺を上方より嵌め込んで垂直方向に装備され、そのＵ字
底辺に絶縁板15の先端突起25を載置している。この先端
突起25の載置によりアークバリア23の抜け止めがなされ
る。

さらに、このアークバリア23のＵ字開口に可動接点26
を介在させている。

この可動接点板26は、例えば銅或いは銅合金の如き導
電材料で構成され、先端下面に接点取付座27を形成して
いる。

この接点取付座27には、例えば銀或いは銀合金の如き
可動接点板26よりも耐アーク性の高い導電材料で構成さ
れた可動接点28が固着され、固定接点12と対向する。

さらに、可動接点26には、例えば鉄、ステンレス等の
可動接点板26よりも高溶融温度の導電材料で構成された
電極片29が装備される。

この電極片29は、その上面にくさび型突起30を形成
し、可動接点板26の下面に形成したくさび型溝31に可動
接点板26の動作方向に対し横方向から嵌め込んで固定さ
れると共に、固定接点12と常に間隔をもって対向するよ
うに可動接点28の側方に近接若しくは当接させた状態、
即ち、実施例図面では可動接点板26の下面中央に位置し
た状態で可動接点板26の固定接点12対向面に装備され
る。

また、可動接点板26は、その中央に枢支軸32を装備
し、他端にはばね受けピン33を設けると共に異常電流検
出装置５への接続用編組線34が接続される。

この可動接点板26は、開閉機構部７に作用されて回転
軸部35を中心に回転する器体２に装備された各極連動用
絶縁物製クロスバー36に枢支軸32を保持されて、回転自
在に装備されると共に、クロスバー36とばね受けピン33
との間に縮設したばね37により付勢される。

このばね37による付勢方向は、クロスバー36とばね37
とが接する点Ａと、ばね受けピン33とばね37とが接する
点Ｂと、枢支軸32の点Ｃとの３点の位置により決定さ
れ、通常の開閉状態では点Ａと点Ｃを結ぶ線上より点Ｂ
は上方に位置して可動接点板26を反時計回りに付勢し、
過電流の発生時には電磁反発力で可動接点板26がばね37
の作用に反して時計回りに回転し、点Ａと点Ｃを結ぶ線
上より点Ｂは下方に位置して可動接点板26を時計回りに
付勢する。尚、可動接点板26の時計回りに付勢された状
態は、開閉機構部７の開極動作に伴い、可動接点板26が
跳上り防止片38に当接して元の反時計回り方向の状態に
反転する。

しかして、操作ハンドル６の閉極操作に連動して開閉
機構部７がクロスバー36を回転軸部35を中心に反時計方
向に回転して可動接点板26を可動させ、可動接点28が固
定接点12と当接し、ばね37が縮まって接点12、28間に接
点圧が付与されると共に、操作ハンドル６の開極操作ま
たは過電流検出装置５に応動して開閉機構部７がクロス
バー36を回転軸部35を中心に時計方向に回転して可動接
点板26を可動させ、固定接点12から可動接点28を開離す
る。

このときの可動接点28と電極片29との固定接点12に対
する距離関係は、接点12、28の閉極状態では勿論可動接
点28の方が電極片29に比べて接近しているが、接点12、
28の開極状態では電極片29の方が可動接点28に比べて接
近する。これは、可動接点板26の回転中心位置或いは電
極片29及び可動接点28の形状等によって、その関係が成
り立つ。

したがって、接点12、28の閉極から開極に至る可動接
点板26の開極動作に伴って、固定接点12と可動接点28と
の開離距離よりも固定接点12と電極片29との開離距離が
逆転して小さくなるようになっている。

次に、この接点装置１のアーク消弧動作について説明
する。

接点12、28が閉極した第４図（ａ）の如き状態にあっ
て、接点12、28間に過電流が流れると、第４図（ｂ）の
ように、過電流による電磁反発力で可動接点板26が上述
したばね37との関係で反転し、固定接点12から可動接点
28が開離すると同時に接点12、28間にアーク電流Ｉが流
れる。

このアーク電流Ｉは、その可動接点板26の開極進行に
伴い、徐々に開離距離が相対的に短くなる電極片29方向
へ広がり、可動接点28から電極片29に至る巾広い範囲で
アーク電流Ｉが流れる。

このときのアーク電圧は、アーク電流Ｉの広がりによ
り、十分に高まることがなく、これに伴ってアーク電流
Ｉとアーク電圧の積、すなわち空間に発生する熱エネル
ギーは抑制される。

さらに、第４図（ｃ）のようにクロスバー36が開閉機
構部７の開極動作に伴い回転を始め、このクロスバー36
の回転に伴い可動接点板26が跳上り防止片38に当接して
元の反時計回り方向の状態に反転し、第４図（ｄ）の如
き開極状態となると共に電流が略零となる状態を抑えて
アーク電流Ｉは消滅し回路遮断が行われる。

また、この空間で熱エネルギーにより発生したアーク
ガスは、そのガス圧により排気バリア16を外部方向に押
し曲げ、排気板19の排気孔17を通じて外部に排出され
る。

勿論、排気板19に形成した取付耳片18の磁性ヨーク作
用によりアーク電流Ｉの幾分かは接点12、28の先端方向
にも引き延ばされる。この取付耳片18により引き延ばさ
れたアーク電流Ｉは、絶縁体20により絶縁されるため排
気板19によりアーク短絡することがない。

尚、上述した接点装置Ｉのアーク消弧動作は、可動接
点板26が反転動作する状態で述べたが、接点12、28間に
流れる電流の大きさによっては可動接点板26が反転する
ことなく、上述の如きアーク電流Ｉが接点12、28間に流
れることもある。この場合も上述と同様、接点12、28間
に発生したアーク電流Ｉは電極片29方向へと広がり、可
動接点28から電極片29に至る巾広い範囲でアーク電流Ｉ
が流れることとなる。

さらに、他の実施例として掲げた図面第５図及び第６
図（ａ）乃至（ｄ）に基づき説明する。

上述の一実施例と異なる要部構成は、電極片29の可動
接点28側端部に横広がり突起39を形成し、可動接点28と
電極片29とが当接若しくは近接する可動接点28の対向辺
の長さL1と電極辺29の対向辺の長さL2とを略同一にした
ものである。

この構成によるならば、接点開閉を繰り返す毎に可動
接点28がアーク電流Ｉによる熱エネルギーにより徐々に
その周囲より消耗して中心部分のみが残る現象が少なく
でき、接点の開閉信頼性が確保できる。

すなわち、その接点消耗状態を説明すると、第６図
（ａ）の如き可動接点28に角部がある初期状態から接点
開閉を繰り返すと、第６図（ｂ）のように最初に角部が
徐々にとれ始め、次第に第６図（ｃ）のようにアーク電
流Ｉの広がりに対応して可動接点28の先端方向よりも電
極片29方向のダレが大きく発生し始めるものの、第６図
（ｄ）のように電極片29の存在によって可動接点28に発
生する熱が電極片29側に熱伝導し、その可動接点28の対
向辺部分の温度が低減して可動接点28の消耗が少なくな
り、これらの影響から可動接点28全体の消耗が少なくな
り、接点の開閉信頼性が確保できるものである。

尚、上記実施例では、長さL1、L2を略同一にしたもの
であるが、当然にして横広がり突起39を更に広く形成し
電極片29の長さを可動接点28の長さよりも大きくしても
よい。

しかも、他の実施例として掲げた図面第７図及び第８
図（ａ）乃至（ｃ）に基づき説明する。

上述の一実施例と異なる要部構成は、可動接点28と電
極片29とが当接若しくは近接する位置で、電極板29の固
定接点12方向の高さより可動接点28の固定接点12方向の
高さを巾L3のみ大きくしたものである。

すなわち、この構成によるならば、第８図（ａ）の如
き電極片29との間に巾L3を設けた初期状態から接点開閉
を繰り返すと、第８図（ｂ）のように可動接点28と電極
片29とが当接若しくは近接する位置で最初に可動接点28
が消耗を初め続いて電極片29を溶融を始めて、第８図
（ｃ）の如き可動接点28の先端の消耗の少ない状態での
可動接点28の消耗となる。

したがって、初期状態では可動接点28がその巾L3によ
り必ず固定接点12に接触し、また可動接点28が消耗し始
めてもその先端部分が電極片29に当接若しくは近接する
部分よりも消耗が少ないために必ず可動接点28が固定接
点12に接触し、例えば電極片29が固定接点12若しくは他
の部材に当接して可動接点28が固定接点12に当接しない
状態が発生せず、接点の接触信頼性が確保できるもので
ある。

上述の実施例では、可動接点板26をクロスバー36に装
備して可動接点28の開閉をさせるものとしたが、可動接
点板自体を直接回転開閉するものでもよいし、また可動
接点板26は回転による接点開閉のみならず、上下移動に
よる接点開閉するものでもよい。

さらに、電極片29及び可動接点28に対しアーク電流Ｉ
を固定接点12にのみ頼らせたが、固定接点から固定接点
板または固定接点に電気的接続された電極片等に転流さ
せるものでもよく、この場合には可動接点28と固定接点
12の距離に関係する電極片29と固定接点12との距離は、
電極片29と固定接点板または固定接点に電気的接続され
電極片等との距離となることもある。

しかも、上述の実施例では、回路遮断器を掲げたが、
電磁接触器、開閉器等にも適用が可能である。

〔発明の効果〕

本発明の接点装置は上記の如く構成したので、以下の
ような効果を奏する。

請求項（１）記載の接点装置は、接点の開閉時、固定
接点と可動接点とのみが接触することとなり固定接点及
び可動接点間の電気的接触信頼性が確保できるととも
に、固定接点に可動接点が当接した閉極状態から開離す
る可動接点板の開極動作に伴って発生するアーク電流
は、電極片から発生せず、可動接点を介して電極片にも
広がることによりアーク電圧の上昇が制御出来ることか
ら、熱エネルギーの上昇を抑制しつつ電流が略零点の位
置で遮断が可能となる。

請求項（２）記載の接点装置は、さらにアーク電流の
電極片側への移行に伴う可動接点の熱エネルギーによる
消耗は、電極片により可動接点の溶融移動が阻止れて少
なく出来、接点の開閉信頼性が確保できる。

請求項（３）記載の接点装置は、さらにアーク電流の
電極片側への移行に伴う可動接点の熱エネルギーによる
消耗に対し、固定接点方向への高さが予め確保されるこ
とにより固定接点に対する接触部分が確保され、接点の
開閉信頼性が確保できる。

したがって、いずれも接点装置の空間が小さい場合で
も熱エネルギーの増大を抑えて確実な回路遮断が実現で
きるものとなるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の接点装置の一実施例を示す要部断面の
斜視図、 第２図は第１図の接点装置を用いた回路遮断器の断面正
面図、 第３図は第１図の接点装置の要部断面の分解斜視図、 第４図（ａ）乃至（ｄ）は第１図の接点装置の閉極から
開極への移行状態を示す要部断面正面図、 第５図は本発明の接点装置の異なる他の実施例を示す要
部斜視図、 第６図（ａ）乃至（ｄ）は第５図の接点装置の開閉経過
状態を示す要部斜視図、 第７図は本発明の接点装置のさらに異なる他の実施例を
示す要部正面図、 第８図（ａ）乃至（ｃ）は第７図の接点装置の開閉経過
状態を示す要部正面図である。 １……接点装置、２……器体、3,4……端子装置、５…
…過電流検出装置、６……ハンドル、７……開閉機構
部、８……固定接点板、12……固定接点、26……可動接
点板、28……可動接点、29……電極片、39……横広がり
突起、Ｉ……アーク電流。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定接点板に装備された固定接点と、この
   固定接点に対向させた可動接点を装備する可動接点板と
   でなる接点装置において、 前記固定接点に可動接点が当接した閉極状態から開離す
   る前記可動接点板の開極動作に伴って、前記固定接点と
   可動接点との開離距離よりも固定接点側との距離が逆転
   して小さくなるように前記固定接点と常に間隔をもって
   対向する電極片を前記可動接点板の固定接点対向面に装
   備すると共に、この電極片を前記可動接点の側方に近傍
   若しくは当接させて設けたことを特徴とする接点装置。
2. 【請求項２】可動接点と電極片とが近接若しくは当接す
   る対向辺の長さを略同一若しくは電極片の方を大きくし
   たことを特徴とする請求項（１）記載の接点装置。
3. 【請求項３】可動接点と電極片とが近接若しくは当接す
   る位置で、前記電極片の固定接点方向の高さより前記可
   動接点の固定接点方向の高さを大きくしたことを特徴と
   する請求項（１）記載の接点装置。