JP2925861B2 - 開閉器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、回路遮断器
や限流器または電磁接触器など、電流遮断時に容器内で
アークが発生する開閉器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５２は従来の開閉器として例えば回路
遮断器の開成時状態を示す側面図、図５３は図５２の回
路遮断器の接点開離直後の状態を示す側面図、図５４は
図５３の回路遮断器における可動接触子の最大開離状態
を示す側面図である。図において、１は回路遮断器の可
動接触子であり、この可動接触子１は基部の回動支点
（回動中心）１４（図５３，図５４参照）を中心にして
回動するように支持されている。２は前記可動接触子１
の一端（自由端部下面）に固着された可動接点、３は前
記可動接触子１の回動により可動接点２と接離する固定
接点、４はその固定接点３を一端に有する固定接触子で
あり、この固定接触子４の形状構成については後述す
る。５は前記固定接触子４の他端に接続された電源側の
端子部である。６は消弧板で、前記可動接点２と前記固
定接点３との開離時にそれらの接点間に発生するアーク
を引き延ばして冷却すべく機能する。７は前記消弧板６
を保持する消弧側板である。８は前記可動接触子１を回
動させる機構部であり、この機構部８は、電流検出部
（図示せず）を内蔵し、該電流検出部が短絡電流を検知
することによって作動するようになっている。９は前記
機構部８を手動で操作するためのハンドル、１０は負荷
側の端子部、１１はその端子部１０を前記可動接触子１
に接続する導体である。１２はこれらの回路遮断器構成
部品を収納する容器、１３はその容器１２の壁部に設け
られた排気孔である。

【０００３】ここで、前記固定接触子４の形状構成につ
いて説明する。図５２〜図５４において、前記固定接触
子４は、電源側の端子部５が接続されて水平方向に延び
る導体部４ａと、この導体部４ａにおける前記端子部５
と反対側の端部に下方へ向け折曲形成された垂直な導体
部４ｂと、この導体部４ｂの下端から前記導体部４ａと
は反対側の水平方向に延びる段差状下部の導体部４ｃ
と、この導体部４ｃの先端から垂直方向に立ち上がる導
体部４ｄと、この導体部４ｄの上端から前記導体部４ａ
側に向って水平方向に延びる導体部４ｅとから成る形状
に一体形成され、前記導体部４ｅ上に固定接点３が設け
られた構成となっている。

【０００４】このような形状構成の固定接触子４におい
て、段差状下部の導体部４ｃと固定接点３側とを接続し
ている導体部４ｄは、固定接点３の位置より可動接触子
１の可動接点２が固着されていない他端部側で且つ端子
部５の反対側に位置し、固定接点３を有する導体部４ｅ
は、端子部５を有する導体部４ａと同一水平面上にあっ
て、可動接点２と固定接点３相互の接点閉成時に該接点
接触面の位置より下方に位置している。かかる固定接触
子４は、その全体表面が絶縁されていない素肌露出状態
で使用されている。

【０００５】次に動作について説明する。図３９の状態
において、固定接触子４の端子部５を電源に接続すると
共に、負荷側の端子部１０を負荷に接続する。この状態
において、ハンドル９を矢印Ｂ方向に操作すると、機構
部８が動作して可動接触子１が基部の回動支点１４（図
５３，図５４参照）を中心として下降回動することによ
り、可動接点２が固定接点３と接触した接点閉成状態と
なって、電力が電源から負荷に供給される。この状態
で、通電の信頼性を確保するために前記可動接点２は固
定接点３に規定の接触圧力で押えつけられている。

【０００６】ここで、回路遮断器より負荷側の回路で短
絡事故などが起こり、回路に大きな短絡電流が流れる
と、この大電流を前記機構部８内の電流検出部が検知し
て前記機構部８を作動させる。これによって、可動接触
子１が接点開離方向に回動することで可動接点２が固定
接点３から開離する。このような接点開離時には、図４
０および図４１に示すように、可動接点２と固定接点３
との間にアークＡが発生する。

【０００７】しかし、通常、短絡電流などの大電流が流
れると、可動接点２と固定接点３の接触面における電磁
反発力が非常に強くなり、前記可動接点２にかかってい
る接触圧力に打ち勝つために、可動接触子１は機構部８
の動作を待たずに接点開離方向に回動する。従って、そ
の回動により、可動接点２と固定接点３の開離が起こ
り、それらの接点２，３間に発生したアークＡは、消弧
板６で引き延ばされて冷却される。この結果、アーク抵
抗が上昇し、短絡電流が小さく絞られる限流が起こり、
電流零点で前記アークＡは消弧されて電流遮断が完了す
る。

【０００８】限流は、回路遮断器の保護機能を向上させ
るために非常に重要であり、限流性能を高めるために
は、上述のようにアーク抵抗を増大させる必要がある。

【０００９】アーク抵抗を増大させるためにアークを引
き延ばす方法としてよく使われるのは、例えば特開昭６
０−４９５３３号公報や特開平２−６８８３１号公報に
示されているような形状の固定接触子を利用する方法で
ある。これらの公報に示された固定接触子の形状は、図
５２〜図５４に示した固定接触子４の形状と基本的には
同じである。この固定接触子４による電流経路は、図５
２〜図５４において、電源側の端子部５から導体部４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを順に経て固定接点３に至
る。

【００１０】このような電流経路において、固定接触子
４の固定接点３側の電流経路４ｅに流れる電流がアーク
Ａに及ぼす電磁力は、アークＡを消弧板６方向へ引き延
ばす力となる。この力でアークＡは長くなってアーク電
圧が増大する。また、アークＡは消弧板６の冷却作用に
よってもアーク電圧が高くなるため限流性能が向上す
る。さらに、接点閉成時の可動接触子１に流れる電流は
固定接触子４の電流経路４ｅに流れる電流と逆方向であ
り、大電流遮断時には可動接触子１と固定接触子４の電
流経路４ｅの間に電流反発力が働く。

【００１１】これによって、可動接触子１の開極スピー
ドが増大し、接点間のアークＡを早く長くできるため、
アーク電圧も早く増大する。これらの結果、アーク抵抗
はより高くなり限流性能の優れた回路遮断器が得られ
る。

【００１２】通常の交流遮断における限流性能を高める
には、上述のようにアーク抵抗を高めることが必要であ
るが、この場合、接点２，３が開離した直後の未だ電流
が最大値になる前に、アーク抵抗を高めなければならな
い。電流が大きくなった後にアーク抵抗を高めても、電
流の慣性効果のためになかなか電流は限流されない。か
えって、大電流で且つ抵抗が高いため、遮断器内で発生
するアークエネルギーが大きくなり、遮断器の損傷が激
しくなるだけである。従って、接点２，３が開離した直
後のアークを強い電磁力で大きく引き延ばし、急激にア
ーク抵抗を高めるような固定接触子形状が必要となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の固定接触子形状
を持つ開閉器は以上のように構成されているので、図５
３に示すように、接点２，３開離直後のアークＡを電源
側の端子部５方向に引き延ばす電磁力を発生する固定接
触子４の電流経路は、電源側の端子部５を有する導体部
４ａと同一面上で分離した固定接点３側の導体部４ｅだ
けであり、他の電流経路（導体部）４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄは、全てアークＡを前記端子部５と反対側に引き延
ばす電磁力を発生する。何故なら、導体部４ａ，４ｃの
電流は固定接点３側の導体部４ｅと逆方向に流れている
ので、アークＡを端子部５の方向と逆方向に引き延ばす
電磁力を発生させる。また、導体部４ｂの電流は、前記
アークＡの電流と逆方向のために反発し合い、導体部４
ｄの電流は前記アークＡの電流と同一方向であって引き
合うため、アークＡを端子部５の方向と逆方向に引き延
ばす結果となる。このため、前記電流経路４ｅが発生す
るアークＡを端子部５の方向に引き延ばす電磁力はそれ
以外の電流経路による電流によって打ち消されてしま
う。さらに、前記可動接触子１の全体に亘って回動方向
の電磁力を及ぼすのは、上述のように固定接触子４の電
流経路４ｅだけであり、他の電流経路４ａ，４ｃは可動
接触子１と同じ向きの電流が流れるため、可動接触子１
を閉じる方向の電磁力を及ぼす。電流経路４ｄに流れる
電流は、可動接触子１の回動中心１４側には回動方向の
電磁力を及ぼすが、可動接触子２側では閉じ方向の電磁
力を及ぼす。

【００１４】したがって、従来の開閉器に使用されてい
る固定接触子４の形状では、可動接触子１の高速開極の
ために前記固定接触子４に流れる電流の電磁力がアーク
Ａを引き延ばすために効果的に作用しないという問題点
があった。また、唯一、可動接触子１の高速開極に寄与
している固定接触子４の電流経路４ｅの電磁力も前記可
動接触子１が回動するにつれて互いの距離が大きくなる
ため急速に減少して開極速度が低下するという問題点が
あった。

【００１５】このように従来の固定接触子の形状では、
この固定接触子４に流れる電磁力がアークＡを引き延ば
すためや可動接触子１の開極速度を高めるために効果的
に使えず、このため、必要な限流性能が得られないとい
う問題点があった。

【００１６】請求項１の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、接点開離直後の固定接触
子の全ての電流経路が、アークを端子部側に引き延ばす
電磁力を発生するようにして、急激にアーク電圧を立ち
上げることができ、且つ、可動接触子の開極距離が増大
した際には、アークが冷却されて、高いアーク電圧を発
生、維持でき、優れた限流性能を持つ開閉器を得ること
を目的とする。

【００１７】請求項２の発明は、接点開離直後のアーク
電圧が急激に増大し、且つ、接点開成時のアークが強制
的に冷却されるようにして、高いアーク電圧を維持でき
ると共に、可動接触子やアークにかかる電磁力の不均衡
を低減できる開閉器を得ることを目的とする。

【００１８】

【００１９】請求項３の発明は、大電流遮断時の接点開
離直後にアーク電圧を急激に立ち上げることができ、可
動接触子の開離距離が増大しても、高いアーク電圧を発
生、維持でき、且つ、小電流遮断時にはアークを一層大
きく引き延ばすことができて優れた小電流遮断性能と限
流性能を持つ開閉器を得ることを目的とする。

【００２０】請求項４および請求項５の発明は、請求項
１の場合と同様に優れた限流性能を持つ開閉器を得るこ
とを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る開閉器
は、一端部に可動接点を有する可動接触子と、この可動
接触子の開閉動作で前記可動接点と接離可能な固定接点
を一端部に有する固定接触子とを備え、この固定接触子
に電源系統を接続する開閉器において、接点閉成状態の
前記可動接点が前記固定接点から開離する方向を上方と
した時、前記固定接触子を、前記電源系統に接続する第
１導体部、前記固定接点を有する第２導体部、及びそれ
らの第１導体部と第２導体部を上下方向に接続する第３
導体部とで構成し、前記第３導体部を前記固定接点の位
置より可動接触子の可動接点が設けられていない他端部
側で且つ前記電源系統の反対側に配置し、前記第１導体
部は、前記接点閉成時に該接点接触面より上方に配置す
ると共に、前記接点開成時に前記可動接点の接触面より
下方に配置し、且つ、接点閉成時から接点開成時まで常
に前記可動接触子の一部より上方に位置し、前記可動接
触子の一端部の端面と対向する前記第１導体部の部位を
含む前記接点開成時に前記可動接点表面から見渡せる前
記第１導体部の部位を絶縁物で被覆したものである。

【００２２】請求項２に係る開閉器は、一端部に可動接
点を有する可動接触子と、この可動接触子の開閉動作で
前記可動接点と接離可能な固定接点を一端部に有する固
定接触子とを備え、この固定接触子に電源系統を接続す
る開閉器において、前記固定接触子を、前記電源系統に
接続する第１導体部、前記固定接点を有する第２導体
部、及びそれらの第１導体部と第２導体部を接続する第
３導体部とで略Ｕ字状に形成し、前記第３導体部を前記
固定接点の位置より可動接触子の可動接点が設けられて
いない他端部側で且つ前記電源系統の反対側に配置し、
前記固定接触子の一端部に固着された前記固定接点の前
記可動接点に接離する表面が前記固定接触子の他端側に
面しており、前記可動接点が前記固定接点と接離する時
の前記可動接触子の開閉動作を妨げないように、前記固
定接触子には前記第１導体部から前記第３導体部を通っ
て前記第２導体部にいたるスリットを設け、前記固定接
触子の他端部側に前記スリットの一端部があり、このス
リットの他端部が前記第２導体部と前記第３導体部の接
続部より前記固定接触子の固定接点に近い位置にあり、
開成時の前記可動接点から見渡せる前記固定接触子の他
端部側の部位を絶縁したものである。

【００２３】

【００２４】請求項３に係る開閉器は、前記固定接触子
の第３導体部を前記固定接点と前記可動接触子との間に
配置すると共に、前記第３導体部を略板状もしくは略棒
状とし、前記可動接触子の開閉動作時に前記可動接触子
の一部を形成する略棒状の可動アームの中心線が描く軌
跡を含む平面に垂直な平面の内、前記第３導体部に流れ
る電流の流線を含む平面が、接点開成時の前記可動接触
子と交わる構成としたものである。

【００２５】請求項４に係る開閉器は、一端部に可動接
点を有する可動接触子と、この可動接触子の開閉動作で
前記可動接点と接離可能な固定接点を一端部に有する固
定接触子とを備え、この固定接触子に電源系統を接続す
る開閉器において、接点閉成状態の前記可動接点が前記
固定接点から開離する方向を上方とした時、前記固定接
触子を、前記電源系統に接続する第１導体部、前記固定
接点を有する第２導体部、及びそれらの第１導体部と第
２導体部を上下方向に接続する第３導体部とで構成し、
前記第３導体部を前記固定接点の位置より可動接触子の
可動接点が設けられていない他端部側で且つ前記電源系
統の反対側に配置し、前記第１導体部は、前記接点閉成
時に該接点接触面より上方に配置すると共に、前記接点
開成時に前記可動接点の接触面より下方に配置し、前記
第３導体部を前記固定接点と開成状態の前記可動接触子
との間に配置すると共に、前記第１導体部と前記第２導
体部の前記固定接点が固着された一端部および前記第３
導体部で囲まれ前記固定接点の表面が向いている空間を
内部空間とし、且つ、前記第３導体部を境界とする前記
固定接点の反対側を外部空間とし、前記第２導体部の他
端部が前記外部空間に位置し、該第２導体部の他端部
は、閉成状態の前記可動接触子に流れる電流と略平行且
つ逆方向の電流が流れるように配置された第１の電路
と、前記第１の電路と略同じ高さで前記第１の電路と逆
方向に電流が流れるように配置され且つ前記第３導体部
と接続される第２の電路とで構成され、該第２の電路
は、前記可動接触子を流れる電流の中心線が前記可動接
触子の開閉動作時に描く軌跡を含む平面に対して左右ど
ちらかにずれた位置に配置し、前記可動く接触子の一端
部の端面と対向する前記第１導体部の部位を含む前記接
点開成時に前記可動接点表面から見渡せる前記第１導体
部の部位を絶縁物で被覆したものである。請求項５に係
る開閉器は、一端部に可動接点を有する可動接触子と、
この可動接触子の開閉動作で前記可動接点と接離可能な
固定接点を一端部に有する固定接触子とを備え、この固
定接触子に電源系統を接続する開閉器において、前記固
定接触子を、前記電源系統に接続する第１導体部、前記
固定接点を有する第２導体部、及びそれらの第１導体部
と第２導体部を接続する第３導体部とで略Ｕ字状に形成
し、前記第３導体部を前記固定接点の位置より可動接触
子の可動接点が設け られていない他端部側で且つ前記電
源系統の反対側に配置し、前記固定接触子の一端部に固
着された前記固定接点の前記可動接点に接離する表面が
前記固定接触子の他端部側に面しており、前記可動接触
子の一端部には前記固定接点側を向く突出部を設け、こ
の突出部には前記可動接点が固着されており、前記第１
導体部には、前記可動接触子の開閉動作時に前記突出部
の通過を許容する開口部を設け、前記第１導体部の開口
部内面と前記第１導体部の前記固定接点と反対側の面と
を絶縁物で被覆したものである。

【００２６】

【００２７】

【作用】請求項１の発明における開閉器は、接点開離直
後にアークが固定接触子を構成する導体を流れる全ての
電流により端子部方向に引き延ばされ、且つ、可動接触
子に対して固定接触子の第２導体部が電磁反発力を、第
１導体部が電磁吸引力を及ぼすことにより、前記可動接
触子が高速開極する。その後も固定接触子は、一部分が
最大回動時まで固定接触子の第１導体部より下方にある
ため、常に電磁力で回動方向の力を受け続け、これによ
って、前記可動接触子は短時間で最大回動する。これら
の結果、アーク電圧は急激に増大し、且つ、アークが前
記第１導体部を覆う絶縁物に強い電磁力で押し付けられ
て強制的に冷却されることにより、高いアーク電圧を発
生、維持することができて、限流性能の優れた開閉器が
得られる。

【００２８】請求項２の発明における開閉器は、上述の
ように、接点開離直後のアークが端子部方向に引き延ば
され、可動接触子が高速開極し、且つ、高いアーク電圧
を発生、維持できると共に、さらに、可動接触子を流れ
る電流の時間変化によって、固定接触子のスリットの周
りには誘導電圧が誘起されるが、この誘導電圧を低減す
るように前記スリットを構成したので、このスリットを
巡る誘導電流が小さくなり、従って、固定接触子のスリ
ットの両側導体部に流れる電流が均衡し、可動接触子や
アークにかかる電磁力の不均衡度が低減される。また、
前記固定接触子の他端部側の部位を絶縁したことによ
り、その絶縁部位にアークが強い電磁力で押し付けられ
て強制的に冷却されることとなり、この結果、高いアー
ク電圧を発生、維持することができて、限流性能の優れ
た開閉器が得られる。

【００２９】

【００３０】請求項３の発明における開閉器は、上述の
ように、接点開離直後のアークが端子部方向に引き延ば
され、可動接触子が高速開極し、且つ、高いアーク電圧
を発生、維持できると共に、開成時の可動接点の表面の
アークの足にかかる可動接点の先端方向への電磁力を第
３導体部が作る磁場で増大させることができるように構
成されているため、小電流遮断時においては可動接点上
のアークの足が可動接触子の先端に移り易くなってアー
クを大きく引き延ばすことができる。

【００３１】請求項４の発明における開閉器は、接点開
離直後に固定接点を囲む全ての固定接触子の導体部を流
れる電流によってアーク駆動磁場が発生し、固定接触子
で囲まれた空間の外側方に第２導体部が延出しているの
で、この第２導体部を流れる電流による電磁力もアーク
を端子部方向に引き延ばす力となり、アーク電圧が急激
に増大すると共に、接点開成時のアークが固定接触子表
面の絶縁物に強い電磁力で押し付けられて強制的に冷却
されるため、高いアーク電圧を維持できる。請求項５の
発明における開閉器は、接点開離直後にアークが固定接
触子の全ての導体部を流れる電流によって端子部方向に
引き延ばされ、さらに、固定接触子の第３導体部におけ
るアークからの距離が最も近い領域にも電流が流れ、且
つ、第３導体部によりこの方向の圧力の逃げが妨げられ
ることにより、アークの駆動力が一層強くなり、アーク
電圧が急激に増大する。また、接点開成時のアークは固
定接触子の絶縁物に強い電磁力で押し付けられ強制的に
冷却されるため、高いアーク電圧を維持できる。

【００３２】

【００３３】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
は請求項１の発明に対応した一実施例による開閉器とし
て容器を断面した回路遮断器の閉成状態を示す消弧部の
側面図、図２は図１の回路遮断器の開成状態を示す側面
図、図３は図１および図２における固定接触子の平面
図、図４は図３の固定接触子の正面図、図５は図３の固
定接触子の斜視図であり、図５２から図５４と同一また
は相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図において、４は固定接触子で、第１導体部４ａと第２
導体部４ｅと第３導体部４ｄとから構成され、前記第２
導体部４ｅ上に固定接点３を有している。

【００３４】更に詳しく述べると、図１の接点閉成状態
において、可動接触子１の可動接点２が固定接点３から
開離する方向を上方とした時、前記固定接触子４は、電
源系統の端子部５が接続されて水平方向に延びる第１導
体部４ａと、この第１導体部４ａの下方に離間位置した
第２導体部４ｅと、この第２導体部４ｅと前記第１導体
部４ａを前記端子部５の反対側で上下方向に接続してい
る第３導体部４ｄとから成る形状に一体形成され、前記
第２導体部４ｅ上に固定接点３を固着して該固定接点３
を第１導体部４ａの下方に位置させた構成となってい
る。

【００３５】そして、前記固定接触子４は、固定接点３
の位置より可動接触子１の可動接点２が固着されていな
い他端側で、且つ、前記端子部５の反対側（可動接触子
１の回動支点１４側）に第３導体部４ｄが位置する向き
として容器１２に取付けセットされている。この場合、
第１導体部４ａは、固定接点３に可動接点２が接触した
接点閉成時に該接点接触面より上方に全て位置し、且
つ、接点開成時においても可動接触子１の上方に位置し
ている。

【００３６】ここで、前記可動接触子１と前記固定接触
子４との関連構成について一層詳しく説明する。まず、
固定接触子４は、第１導体部４ａと第２導体部４ｅと第
３導体部４ｄとによって略Ｕ字状に一体形成され、その
Ｕ字状の一端である前記第１導体部４ａの電源系統接続
側の端部に電源側の端子部５が接続されている。また、
これと反対側の端部となるＵ字形状の内側、即ち、前記
第２導体部４ｅの上面部に固定接点３が固着されてい
る。さらに、前記固定接触子４において、前記固定接点
３の固着面より上方に位置する接続導体部（第１導体部
４ａと第３導体部４ｄ）にはスリット４０が設けられて
いる。

【００３７】このスリット４０は、前記第２導体部４ｅ
上の固定接点３に対する可動接触子１の開閉動作を妨げ
ないようにするためのものである。

【００３８】かかる固定接触子４の第３導体部４ｄの高
さ範囲内において、この第３導体部４ｄの前記スリット
４０と対向する外方位置に可動接触子１の回動中心１４
を配置している。これにより、前記可動接触子１は、前
記スリット４０を介して接点開閉方向に回動するように
なっている。そして、前記可動接触子１は、接点閉成位
置および接点開成位置を問わず、その可動接触子１の一
部１ａが前記スリット４０を介して前記固定接触子４と
常にオーバーラップする配置にしてある。

【００３９】従って、可動接触子１の開成状態では、固
定接触子４の第１導体部４ａが可動接触子２の接触面よ
り下方に位置し、且つ、可動接触子１の一部１ａより上
方に位置する構成となっており、その可動接触子１の一
部１ａは、該可動接触子１が閉成位置から開成状態にな
るまで常に固定接触子４の第１導体部４ａより下方にあ
る。

【００４０】また、接点開成状態において、固定接触子
４の第１導体部４ａのうち、可動接触子２の表面に面す
る部分は絶縁物１５で被覆されている。この絶縁物１５
は第１導体部４ａの上面を絶縁する絶縁物１５ａと、可
動接触子１の回動を妨げないように第１導体部４ａのス
リット４０の内面を絶縁する絶縁物１５ｂ，１５ｃ，１
５ｄとから構成されている。

【００４１】次に動作について説明する。図６は可動接
触子１の閉成状態を示す動作説明図であり、この閉成状
態において、短絡電流などの大電流が流れると、機構部
の動作を待たずに可動接触子１が回動して可動接点２と
固定接点３が開離し、これらの接点２，３間にアークＡ
が発生することは従来と同様である。図７は接点電磁反
発力のために可動接点２が固定接点３から開離した直後
の状態を示し、この状態において、可動接触子２の接触
面は未だ第１導体部４ａの下方にある。ここで、矢印は
電流を示す。

【００４２】このような接点開離直後の状態において、
可動接触子１には回動方向に強い電磁力が働く。これ
は、電源側の端子部５から第１導体部４ａに流れる電流
が図中矢印で示すように可動接触子１に流れる電流と同
方向であって互いに吸引するため可動接触子１には図中
に太い矢印で示した上方向の力Ｆが働き、且つ、固定接
触子４の第２導体部４ｅに流れる電流は可動接触子１の
電流と逆方向になって互いに反発し合い、この反発力も
可動接触子１を回動方向に動かす力となるためである。

【００４３】また、固定接触子４の第３導体部４ｄを流
れる電流が作る磁場も、第３導体部４ｄより固定接点３
側の可動接触子１の一部１ａ，１ｂには上方向の力Ｆを
及ぼす。このため、図７に示す開離直後の可動接触子１
には端子部５→固定接触子４に流れる電流の総べてによ
る上向き方向の回動力が生じ、これによって、可動接触
子１は高速に開極する。この結果、接点間距離、すなわ
ちアーク長が急激に大きくなりアーク電圧も急激に立ち
上がる。

【００４４】このような図７の状態において、接点２，
３間に発生するアークＡには、端子部５と固定接触子４
に流れる電流が作る磁場の総べてが前記アークＡを端子
部５方向に引き延ばす力Ｆ’を及ぼす。

【００４５】すなわち、端子部５と固定接触子４の第１
導体部４ａに流れる電流の方向は図中で右から左に向う
流れ方向となる。このような電流が流れる第１導体部４
ａの下方にあるアークＡに対しては、該アークＡを端子
部５側に引き延ばす電磁力を及ぼし、第２導体部４ｅに
流れる電流は図中左から右に向う流れ方向となり、この
電流よりも上方で発生しているアークＡに対しては該ア
ークＡを端子部５側に引き延ばす電磁力を及ぼす。ま
た、固定接触子４の第３導体部４ｄに流れる電流はアー
クＡの電流と逆方向のため互いに反発し、アークＡは端
子部５側に引き延ばされる。

【００４６】従って、アークＡは端子部５と固定接触子
４に流れる電流総べてによって前記端子部５側の強力に
引き延ばされ、アーク電圧は急激に増大する。

【００４７】図８は可動接触子１の最大開離状態を示
し、可動接触子１が開くまで、図示のように該可動接触
子１は固定接触子４と部分的にオーバーラップしてお
り、その可動接触子１の一部１ａは常に固定接触子４の
第１導体部４ａの下方に位置している。このため、可動
接触子１の一部１ａには常に会同方向の力Ｆが働き続
け、開極速度が低下することなく、短時間で可動接触子
１が開き終わる。

【００４８】以上のようにして、可動接触子１の高速開
極と接点２，３間のアークＡを強力に引き延ばす効果が
得られ、これによって、開極直後のアーク電圧は急激に
増大する。

【００４９】短絡電流のような大電流アークでは、接点
表面のアークの足から接点表面に垂直方向に接点が蒸発
した金属蒸気流が噴出し、この蒸気流がアークＡの主構
成物であることが知られている。

【００５０】図８に示すように、可動接点２の表面が面
している第１導体部４ａは絶縁物１５で絶縁されている
ため、可動接点２の表面から噴出する金属蒸気は絶縁物
１５に衝突して冷却され、アーク電圧が高まる。

【００５１】また、固定接触子４が作るアークＡを端子
部５方向に引き延ばす電磁力によってもアークＡは絶縁
物１５に触れ冷却される。

【００５２】図９は図８のＡ−Ａ線断面図である。図に
おいて、４１はスリット４０を挟む左右両側の第１導体
部４ａおよび第２導体部４ｅの各断面の重心である。図
１０は理論計算で求めた固定接触子４を流れる電流が作
る図９のＺ軸上での磁場強度分布であり、正方向の磁場
がアークＡを端子部５側に引き延ばす磁場成分（以下、
アーク駆動磁場と呼ぶ）である。図１０で示すように、
第１導体部４ｅは可動接触子１が回動する平面から左右
にずれた所に位置する。

【００５３】このような導体配置では、第２導体部４ｅ
および第３導体部４ｄに流れる電流の影響のために、図
１０に示すように、第２導体部４ａより上部の空間（領
域Ｚ０）までアークＡを端子部５側に引き延ばす磁場成
分であるアーク駆動磁場が存在する。

【００５４】そのため、第１導体部４ａのスリット４０
の部分でもアークＡは端子部５側に電磁力を受け、その
スリット４０の奥の（スリット４０の端子部５側の端部
内面）の部分を覆う絶縁物１５ｄに押し付けられて冷却
される。この結果、接点開離直後に急激に高くなったア
ーク電圧がさらに増大し、且つ、高いアーク電圧が維持
されるので、電流ピークおよび通過エネルギーを小さく
押えることができ、優れた限流性能を有する回路遮断器
が得られる。

【００５５】実施例２．前記実施例１では、固定接触子
４の第１導体部４ａが全体に亘って水平計上のものにつ
いて述べたが、前記固定接触子４は図１１に示すような
形状のものでもよい。図１１はこの発明の実施例２によ
る主要部の側面図であり、可動接触子１が開成した状態
を示している。この実施例２による固定接触子４は、第
１導体部４ａの第３導体部４ｄ側に該第３導体部４ｄ側
が斜め上方に漸次傾斜する傾斜導体部４ａ’を形成した
構成としている。

【００５６】すなわち、第１導体部４ａの上方空間を大
きく取り、且つ、接点閉成時から接点開成時まで常に化
せ１の一部１ａが固定接触子４を構成する第１導体部４
ａよりも下方に位置するように、第１導体部４ａを途中
から上方に曲げたのである。

【００５７】この実施例２の場合、前記実施例１と同様
の効果が得られるのみならず、端子部５寄りの第１導体
部４ａの上方空間が大きくなるため、消弧板６の枚数を
多くできる利点がある。この結果、可動接触子１が開成
時のアークＡの消弧板６による冷却作用が大きく限流性
能の優れた回路遮断器が得られる。

【００５８】実施例３．図１２はこの発明の実施例３に
よる主要部の側面図である。この実施例３による固定接
触子４は、前実施例で略垂直形状とした第３導体部４ｄ
を傾斜状に形成している。これにより、第２導体部４ｅ
と第３導体部４ｄとの接続の位置を、第１導体部４ａと
第３導体部４ｄとの接続位置より端子部５側にしたもの
である。

【００５９】この実施例３の場合も前実施例と同様の効
果が得られ、しかも、可動接触子１の回動中心１４と固
定接触子４の第３導体部４ｄとの間に空間を広く取れ、
可動接触子１を動かす機構部の設計が楽になる利点があ
る。

【００６０】実施例４．図１３はこの発明の実施例４に
よる主要部の側面図である。この実施例４では、固定接
触子４の第１導体部４ａと第２導体部４ｅを可動接触子
１の回動中心１４側に長く延ばして、その回動中心１４
を前記第１導体部４ａと第２導体部４ｅとの間（固定接
触子４の内部空間）に位置させた構成としている。

【００６１】すなわち、前実施例では、固定接触子４の
第３導体部４ｄの外側方に可動接触子１の回動中心１４
を位置させたが、この実施例４のように、可動接触子１
の回動中心１４を固定接触子４の内部空間に位置させた
ことにより、前記可動接触子１の開極速度が一層早くな
り、優れた限流性能の回路遮断器が得られる。なお、前
実施例の場合と同様の効果も得られることは勿論であ
る。

【００６２】実施例５．図１４（ａ）はこの発明の実施
例５による固定接触子の正面図、図１４（ｂ）は図１４
（ａ）の側面図、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の平面
図、図１５は図１４の斜視図である。この実施例５によ
る固定接触子４は、前記実施例におけるスリット４０を
挟む両側の一方の第１導体部を取り除いた片側のみの第
１導体部４ａを有する形状構成としている。

【００６３】かかる固定接触子４は、可動接触子１の開
極初期のアークの上半部において、このアークの電流と
前記片側だけの第１導体部４ａの電流が同じ方向となる
ので、アークは前記片側だけの第１導体部４ａに引き付
けられ、この第１導体部４ａを覆う絶縁物１５に強く触
れて冷却される。このため、前記開極初期においては、
アーク電圧がより素早く立ち上がる。

【００６４】一方、接点２，３が開離して可動接点２が
第１導体部４ａより上方に位置すると、前記アークの下
半部において、アーク電流と前記片側の第１導体部４ａ
の電流が逆方向となって反発し合うので、アークは前記
片側だけの第１導体部４ａを覆う絶縁物１５から遠ざか
り、この絶縁物１５から発生する蒸気量が減少し、電流
増加に伴う容器１２内の圧力上昇を小さくでき、圧力に
よる容器１２の損傷を未然に防止できる。

【００６５】つまり、この実施例５のように、可動接触
子１の回動面に対する固定接触子４の第１導体部４ａを
左右いずれか片側だけにすると、限流効果に優れ、且
つ、圧力による容器１２の損傷が起こり難い形状構成の
固定接触子４を得ることができる。

【００６６】実施例６．図１６は請求項２の発明の一実
施例（実施例６）による固定接触子の斜視図、図１７は
図１６の固定接触子に対する可動接触子の閉成状態を示
す側面図、図１８は図１７の開成状態を示す側面図であ
る。この実施例６においても、前記実施例１〜実施例４
の場合と同様に、可動接触子１の回動を妨げないように
するため、固定接触子４にはスリット４０を設けてい
る。

【００６７】ただし、この実施例６では、固定接触子４
に対し、その第１導体部４ａから第３導体部４ｄを介し
て第２導体部４ｅの固定接点３近傍に至るスリット４０
を形成している。これにより、前記スリット４０の一方
の端４０ａは、前記固定接点３に近づくよう第２導体部
４ｅに設けられている。かかる固定接触子４は、前実施
例の場合と同様に、第１導体部４ａから第３導体部４ｄ
の途中までが絶縁物１５で被覆された構成となってい
る。

【００６８】次に、この実施例６の動作を説明する。図
１９は接点開離直後の主要部を示す動作説明のための側
面図である。前述のように、固定接触子４が構成され、
第１導体部４ａが固定接点３の表面より上方に位置し、
第２導体部４ｅと第１導体部４ａとを接続している第３
導体部４ｄが固定接点より可動接触子１の回動中心１４
側に位置していると、接点開離直後において、第１導体
部４ａより下方のアークＡに対しては、固定接触子４を
構成する全ての導体部を流れる電流が端子部５方向の電
磁力Ｆｍを発生する。このため、アークＡが大きく引き
延ばされ、接点開離直後のアーク電圧の立ち上がりが非
常に大きくなる。

【００６９】また、図２０に示す接点開離状態のとき
も、前述のように、可動接点２の表面から噴出する電極
蒸気が固定接触子４の第１導体部４ａを覆っている絶縁
物１５に吹き付けられて強制的に冷却される効果と、ア
ークＡが強い電磁力によってスリット４０の端子部５側
の内面を覆っている絶縁物１５ｃに押し付けられて冷却
される効果とによって高いアーク電圧が維持される。

【００７０】次に前記実施例６におけるスリット４０の
一方端４０ａを第２導体部４ｅに設けたことによる効果
を説明する。図２１は図５と同じ固定接触子の斜視図、
図２２は図２１の固定接触子を可動接触子が閉成した状
態で示す斜視図であり、この図２２では絶縁物１５を省
略した。まず、図２１に示すような固定接触子４に設け
たスリット４０の一方端４０ａが第３導体部４ｄにある
場合を説明する。図から分かるように、可動接触子１を
流れる電流Ｉ（図中矢印）の周りには固定接触子４のス
リット４０によってループ電路Ｃが形成される。

【００７１】従って、時間的に変動する電流Ｉが可動接
触子１に流れると、その近くに有るループ電路Ｃに電磁
誘導による起電力が発生することが考えられる。起電力
が発生するのは、ループ電路Ｃを境界とする面に時間変
化する磁束が鎖交する場合である。

【００７２】ここで、スリット４０の一方端４０ａが第
３導体部４ｄに、且つ、スリット４０の他方端４０ｂが
第１導体部４ａにあるため、ループ電路Ｃをその境界と
する面は第３導体部４ｄに平行なスリット面Ｓ１と第１
導体部４ａに平行なスリット面Ｓ２との二つがあること
になる。このうち、第３導体部４ｄに平行なスリット面
Ｓ２は、可動接触子１を流れる電流と略垂直であり、こ
の電流による磁束と略平行になる。このため、可動接触
子１に流れる電流のつくる磁束がスリット面Ｓ２と鎖交
することは考えなくてもよいといえる。また、スリット
面Ｓ１についても、可動接触子１に流れる電流に対して
スリット４０が完全に対称であれば、図２３から分かる
ように、スリット面Ｓ１に鎖交する磁束はない。

【００７３】図２３は図２２のスリット面Ｓ１に垂直な
断面図であり、図において、４１はスリット４０の両側
の第１導体部４ａの中心、すなわち、ループ電路Ｃの中
心であり、Ｉは可動接触子１の電流の中心を示す。電流
Ｉによって作られる磁束Ｂは中心Ｉと同軸状であり、ス
リット４０が中心Ｉに対して対称であれば、スリット面
Ｓ１を下から上に貫く磁束は上から下に貫く磁束に等し
く、全体としてスリット面Ｓ１に鎖交する磁束は零であ
る。

【００７４】しかし、通常、可動接触子１に対して完全
にスリット４０を対称にするのは工作上困難である。ま
た、大電流遮断時のように可動接触子１に大きな力が加
わるうちに、図２４に示すように、スリット４０に対し
て可動接触子１のずれが生じるのは避けられない。図２
５はこのときのスリット面Ｓ１に垂直な断面を示してお
り、電流Ｉによる磁束がスリット面Ｓ１に鎖交すること
が解る。

【００７５】このときに、スリット面Ｓ１に鎖交する磁
束φがどの位で、ループ電路Ｃの誘導電流の大きさがど
の位かは簡単な計算で評価できる。

【００７６】図２６は前記計算に使ったモデル図であ
り、スリット４０によるループ電路Ｃおよび可動接触子
１に流れる電流Ｉを直線近似し、スリット面Ｓ１とスリ
ット面Ｓ２の辺の長さをＤ，Ｌ，Ｈとしたものである。
計算では、スリット面Ｓ２に鎖交する磁束は上述のよう
に無視する。スリット面Ｓ１の面積要素ベクトルを図２
６に示す方向ｄｓとする。

【００７７】図２７はスリット面Ｓ１に垂直な断面図で
ある。ここで、第１導体部４ａのスリット４０の両側の
導体中心４１をｘ軸上とし、可動接触子１に流れる電流
の中心をｙ軸上とし、ｘ軸ｙ軸の交点を原点とする。ま
た、電流Ｉのｙ座標をａ（ａ＜０）とし、ｙ軸とスリッ
ト４０の両側の導体のそれぞれの中心４１がなす角をそ
れぞれθ１（＜０），θ２（＜０）とする。

【００７８】このとき、電流Ｉによってスリット面Ｓ１
と鎖交する磁束φは、 φ＝∫Ｂ・ｄｓ （１） である。図２７の電流Ｉ方向には変化がないことから Ｂ・ｄｓ＝｜Ｂ｜ＳＩＮθｄｘＬ （２） ｄｘ＝−ａｄθ／ＣＯＳ² θ （３） となる。また ｒ＝−ａ／ＣＯＳθ （４） より ｜Ｂ｜＝−μＩＣＯＳθ／２πａ （５） となる。ここで、μは真空の透磁率である。（２）〜
（５）式を（１）式に代入すると、 φ＝∫ ²ｔａｎθｄｘμＩＬ／２π （６） 故に θ＝−μＩＬｌｏｇ（ｃｏｓθ２／ｃｏｓθ１）／２π （７） である。ループ電路に誘起される電圧Ｖｃは電磁誘導の
法則より Ｖｃ＝−ｄφ／ｄｔ （８） 電流Ｉがピーク値Ｉｐ、角周波数ωの正弦波交流とする
と、 Ｉ＝Ｉｐｓｉｎωｔ （９） であり、（７）、（９）式を（８）に代入すると、 Ｖｃ＝μＩｐＬωｃｏｓωｔｌｏｇ（ｃｏｓθ２／ｃｏｓθ１）／２π （１０） ループ電路の誘導電流Ｉｃは、 Ｉｃ＝Ｖｃ／Ｒ （１１） となる。Ｒはループ電路Ｃの抵抗であり、電路の抵抗率
をρ、断面積をＳとすれば、 Ｒ＝ρ２（Ｄ＋Ｌ＋Ｈ）／Ｓ （１２） から求まる。

【００７９】固定接触子４に流れる電流が均一に分かれ
てスリット４０の両側の導体に流れていても、上述のよ
うに、ループ電路Ｃに誘導電流が発生するため、スリッ
ト４０の両側の電流に不均衡が生じる。不均衡電流Ｉｕ
＝Ｉｃで、均衡電流Ｉｂ＝Ｉ／２であり、均衡電流に対
する不均衡電流の場合は、 Ｉｕ＝Ｉｂ∝Ｌｃｏｓωｔ／ｓｉｎωｔ （１３） となる。

【００８０】前記（１３）式から解るように不均衡電流
の割合はｔが小さいほど大きく、従って、可動接触子１
の開極直後、すなわち、図１９で示したような状況の時
が固定接触子４のスリット４０の両側に流れる電流の不
均衡が最も大きくなる。もって、アークＡに働く電磁力
も大きな不均衡が生じるため、アークＡの端子部５方向
の引き延ばされ方も偏ってしまう。この場合、第１導体
部４ａやスリット４０を覆っている前記１５が局所的に
アークＡの損傷を受け、絶縁破壊を起こす危惧が増す。
この偏り方は予め予測することが困難なため、全ての絶
縁物１５を厚くするなどしないと、固定接触子４の絶縁
破壊を防ぐことができず、電極部の設計に非常に大きな
制約を受ける。

【００８１】一方、この実施例６による固定接触子４
は、図２８に示すような形状のスリット４０を備えてお
り、このスリット４０は一方端４０ａが第１導体部４ａ
にあるため、スリット４０の周りのループ電路Ｃを境界
とする面が第１導体部４ａ，第３導体部４ｄだけでな
く、第２導体部４ｅにもある。この場合の不均衡電流を
求めるためのモデルを図２９，３０に示す。

【００８２】図２９において、Ｌ１第導体部４ａのスリ
ット面Ｓ１の長さ、Ｌ２は第２導体部４ｅのスリット面
Ｓ２の長さである。図３０に示すように、可動接触子１
の電流の中心と第２導体部４ｅのスリット４０の両側の
導体の中心を結ぶ線がｙ軸となす角を第１導体部４ａに
対する角度と同じくθ１，θ２とした。

【００８３】このモデルについて前と同様の計算を行っ
て不均衡電流の割合を求めた結果、 Ｉｕ／Ｉｂ∝（Ｌ１−Ｌ２）ｃｏｓωｔ／ｓｉｎωｔ （１４） が得られた。これは第２導体部４ｅのスリット面Ｓ３の
長さＬ２を大きくすれば不均衡電流が小さくなることを
示している。

【００８４】従って、この実施例６のように、スリット
４０の一方端１ａを第２導体部４ｅに設けたことは、固
定接触子４のスリット４０の両側に流れる電流の不均衡
を低減し、アークＡに働く電磁力を均一にするために効
果があることが解る。この結果、固定接触子４の絶縁物
１５がアークＡによって局所的に損傷を受けることがな
く、固定接触子４の絶縁破壊の危険を防止することがで
きる。

【００８５】実施例７．図３１はこの発明の実施例７に
よる固定接触子を可動接触子が閉成した状態で示す側面
図である。この実施例７による固定接触子４は、第１導
体部４ａと第３導体部４ｄとの角が鋭角となるように、
第３導体部４ｄを傾斜させた形状構成としている。

【００８６】すなわち、上式（１４）は、不均衡電流を
減らすには第１導体部４ａのスリット面Ｓ１に鎖交する
磁束を第２導体部４ｅのスリット面Ｓ３に鎖交する磁束
で打ち消せばよいことを意味している。

【００８７】従って、この実施例７のように、第３導体
部４ｄのスリット面Ｓ２に鎖交する磁束でスリット面Ｓ
１に鎖交する磁束を打ち消せるように接点閉成時の接触
面１に対し傾けて第３導体部４ｄを構成しても、不均衡
電流の低減に効果的である。この場合、第１導体部４ａ
のスリット面Ｓ１に鎖交する磁束の打ち消し用のスリッ
ト面Ｓ２やＳ３のスリット幅をスリット面Ｓ１に比べて
大きくすれば、より一層効果的である。

【００８８】実施例８．図３２はこの発明の実施例８に
よる固定接触子を可動接触子が開成した状態で示す側面
図である。この実施例８による固定接触子４は、第１導
体部４ａと第３導体部４ｄとの角が鈍角となるように、
第３導体部４ｄを前記実施例７の場合とは逆方向に傾斜
させた形状とし、第３導体部４ｄに流れる電流（図中矢
印）の流線を含み可動接触子１が開閉時に描く軌跡に垂
直な平面Ｓが開成時の可動接触子１と交わらないように
第３導体部４ｄを構成している。なお、その他の構成は
前実施例と同様である。

【００８９】この実施例８においても、開極直後のアー
クは、固定接触子４を構成する全ての導体を流れる電流
によって強力な端子部５方向の電磁力を受けるため、非
常に速いアーク電圧の立ち上がりが得られる。

【００９０】図３３は実施例８を対比するために例示し
た回路遮断器の側面図である。前述のように、大電流ア
ークの足からは接点表面に垂直に金属蒸気流が噴出する
が、図３３のように、開成時に可動接点２上のアークの
足が可動接触子１の先端方向に移動してしまうと、アー
クの足から噴出する金属蒸気流Ｈは排気孔１３の方向に
向いてしまい、高温の金属蒸気流Ｈが直接外部に放出さ
れ、非常に危険である。また、金属蒸気流Ｈの絶縁物１
５による強制冷却の効果も薄れてしまう。なお、図３３
において、金属蒸気流Ｈは一点鎖線で、且つ、アークの
電流経路Ａは点線で示した。

【００９１】しかし、この実施例８においては、図３２
に示すように、第３導体部４ｄに流れる電流の流線を含
む面Ｓより開成時の可動接点２の表面は上にあり、この
領域では第３導体部４ｄを流れる電流が作る磁場は、可
動接点２上のアークの足を排気孔１３とは逆方向である
可動接触子１の回動中心側に引っ張る電磁力を発生す
る。

【００９２】従って、開成時の可動接点２上のアークの
足は可動接触子１の先端方向には移り難く、図３４に示
すように、開成時の可動接触子１側のアークＡの足は可
動接点２上に留まり易く、アークＡの足からの金属蒸気
流が直接排気孔１３から放出されることはなく安全であ
る。また、前述のように金属蒸気流が絶縁物１５に吹き
付けられることによる強制冷却効果も十分に働かせるこ
とができ、アーク電圧をより高く維持できる。

【００９３】実施例９．図３５はこの発明の実施例９に
よる主要部の側面図であり、この実施例９では、固定接
触子４の第３導体部４ｄに流れる電流（図中矢印）の流
線を含み可動接触子１が開閉時に描く軌跡に垂直な平面
Ｓが前記実施例８とは逆に開成時の可動接触子１と交わ
るように第３導体部４ｄを構成している。なお、その他
の構成は前実施例と同様である。

【００９４】この実施例９においても、大電流遮断時に
開極直後のアークは、固定接触子４を構成する全ての導
体を流れる電流によって強力な端子部５方向の電磁力を
受けるため、非常に速いアーク電圧の立ち上がりが得ら
れる。また、開成時には可動接点２から噴出する金属蒸
気流の絶縁物１５への吹き付けや、アークが強力な電磁
力で絶縁物１５に押し付けられることで高いアーク電圧
を維持できることも同様である。

【００９５】さらに、この実施例９では、小電流遮断時
において、可動接点２の表面は第３導体部４ｄの電流の
流線を含む面Ｓより下方にある。この領域では、可動接
点２上のアークの足を可動接触子１の先端方向に駆動す
る電磁力を第３導体部４ｄの電流が発生している。

【００９６】従って、図３６に示すように、小電流アー
クの可動接触子１側の足は可動接点２上から可動接触子
１の先端方向によく駆動されるため大きく延び、小電流
の遮断性能を向上させることができる。

【００９７】実施例１０．図３７はこの発明の実施例１
０による主要部の側面図であって、可動接触子１が機構
部（図５２の機構部８と同じ）の動きだけで開いた状態
を示し、図３８は可動接触子１が大電流遮断時などに電
磁反発力を受けて最大開離した状態を示す側面図であ
る。この実施例１０では、固定接触子４の第３導体部４
ｄに流れる電流（図中矢印）の流線を含み可動接触子１
が開閉時に描く軌跡に垂直な平面Ｓが、図３７に示すよ
うに機構部の動きだけで開いた可動接触子１と交わり、
且つ、図３８に示すように、電磁反発力などで最大開離
した可動接触子１とは交わらないように第３導体部４ｄ
を構成している。なお、その他の構成は前実施例と同様
である。

【００９８】この実施例１０においても、大電流遮断時
に開極直後のアークは、固定接触子４を構成する全ての
導体を流れる電流によって強力な端子部５方向の電磁力
を受けるため、非常に速いアーク電圧の立ち上がりが得
られる。また、図３８のように、大電流遮断時の電磁反
発力やアークの圧力によって可動接触子１が最大限に開
くため、可動接点２の表面では第３導体部４ｄが作る磁
場は、可動接点２上のアークの足をそこに留めようとす
る電磁力となる。

【００９９】この結果、前記実施例８で述べたように、
アークの足からの高温金属蒸気流が外部に放出されない
ため、安全で、且つ、絶縁物１５による金属蒸気流の強
制冷却が理想的に行われることにより高いアーク電圧を
維持できる。

【０１００】さらに小電流遮断時において、可動接触子
１は機構部だけで開くため、図３７のように、可動接点
２の表面には第３導体部４ｄの作る磁場がアークの足を
可動接触子１の先端に駆動しようとする電磁力を発生す
る。この結果、前述のようにアークは大きく延ばされて
小電流遮断性能が向上する。

【０１０１】従って、この実施例１０では、大電流遮断
時の金属蒸気流の外部放出を未然に防止できると共に、
高いアーク電圧を維持でき、且つ、小電流遮断性能も向
上する。

【０１０２】実施例１１． 図３９はこの発明の請求項４に対応した一実施例による
固定接触子の斜視図、図４０は図３９の平面図、図４１
は可動接触子の開極直後の状態を示す側面図である。こ
の実施例１１による固定接触子４は、第２導体部４ｅを
固定接点３とは逆方向に延長した外向き導体部４０ｅ
と、この外向き導体部４０ｅの両側端４０ｅ’に第３導
体部４ｄを一体接続すべくこの第３導体部４ｄに一体の
延長導体部４０ｄとを設けた形状構成としている。さら
に、前記第２導体部４ｅの外向き導体部４０ｅを流れる
電流の流線を含み可動接触子１の開閉時の軌跡に垂直な
平面が固定接点３の表面より下方に位置する構成とし
た。

【０１０３】この実施例１１においても、大電流遮断時
に開極直後のアークＡは、図４１に示すように、固定接
触子４を構成する全ての導体を流れる電流によって強力
に端子部５方向の電磁力を受けるため、非常に速いアー
ク電圧の立ち上がりが得られる。また、開成時には可動
接点２から噴出する金属蒸気流の絶縁物１５への吹き付
けや、アークＡが強力な電磁力で絶縁物１５に押し付け
られることで高いアーク電圧が維持できることも同様で
ある。

【０１０４】さらに、この実施例１１においては、第２
導体部４ｅの固定接点３とは逆方向に延出する外向き導
体部４０ｅを流れる電流によって、前記固定接点３の上
方空間のアーク駆動磁場が強化される。

【０１０５】図４２は図４１のＢ−Ｂ線に沿う概略的な
断面図であり、第２導体部４ｅの外向き導体部４０ｅと
第３導体部４ｄの延長導体部４０ｄの中心を示してい
る。図において、Ｐは接合表面を示し、Ｓは前記外向き
導体部４０ｅを流れる電流を含み可動接触子１の開閉時
の軌跡に垂直な平面である。

【０１０６】ここで、点Ｐから外向き導体部４０ｅの中
心に降した垂線の長さを１、点Ｐから延長導体部４０ｄ
に降した垂線と前記外向き導体部４０ｅに降した垂線の
なす角をθとする。点Ｐにおけるアークを端子部５側に
駆動する磁場を正とすると、点Ｐの磁場Ｂｐは、 Ｂｐ∝μＩ（１−ｃｏｓ² θ）／２π１ （１５） となる。

【０１０７】従って、固定接触子４の第２導体部４ｅを
固定接点３の反対側に延出することによって、前記固定
接点３の上方空間のアークＡを端子部５側に引き延ばす
電磁力を増強することができる。

【０１０８】図４３は前記実施例１１による固定接触子
の変形例を示す側面図、図４４はその固定接触子の別の
変形例を示す側面図、図４５は図４４の平面図である。
前記実施例１１による固定接触子４は、図４３に示すよ
うに、第３導体部４ｄを斜めに形成してもよく、また、
図４４，４５に示すように、外向き導体部４０ｅを更に
長くしてもよく、その何れの場合も、より効果的とな
る。図４６は前記実施例１１による固定接触子の更に別
の変形例を示す側面図であり、この変形例による固定接
触子４は、第１導体部４ａと第３導体部４ｄを片側にの
み有する形状構成としており、この場合にも同様の効果
がある。

【０１０９】実施例１２． 図４７は請求項５の発明の一実施例による主要部の接点
閉成状態を示す側面図、図４８は図４７における固定接
触子の斜視図である。この実施例１２では、可動接触子
１の自由端部に、固定接触子４の固定接点３側を向くよ
うに屈曲した下向きの突出部１１を設け、この突出部１
１の下面に可動接点２を固着した構成としている。ま
た、固定接触子４にあっては、第１導体部４ａに前記可
動接触子１の突出部１１の通過を許容する開口部４２を
設け、第３導体部４ｄが可動接触子１の開閉時の軌跡に
最も近い部分の電流路を確保するように構成している。
その他の構成は前実施例と同様のために説明を省略す
る。

【０１１０】この実施例１２においても、大電流遮断時
に開極直後のアークＡは、固定接触子４を構成する全て
の導体を流れる電流によって強力に端子部５方向の電磁
力を受けるため、非常に速いアーク電圧の立ち上がりが
得られる。また、開成時には可動接点２から噴出する金
属蒸気流の絶縁物１５への吹き付けや、アークＡが強力
な電磁力で絶縁物１５に押し付けられることで高いアー
ク電圧が維持できることも同様である。

【０１１１】図４９は実施例１２における開極直後の主
要部を示す側面図、図５０は図４９の最大開極状態を示
す主要部の側面図である。この実施例１２では、図４９
に示すように、開極直後にアークＡを端子部５方向に引
き延ばす電磁力を発生する第３導体部４ｄの電流がアー
クＡに最も近い部分で流れることとなる。すなわち、第
３導体部４ｄが可動接触子１の開閉時の軌跡に最も近い
部分の電流路を確保しているため、アークＡを引き延ば
す一層大きな電磁力Ｆｍが得られる。

【０１１２】また、固定接触子４の第３導体部４ｄには
開口部が無いため、アークＡによる圧力が逃げず、アー
クＡが圧力Ｆｐによって端子部５方向に引き延ばされる
効果もある。さらに、図５０に示す開極状態において
も、固定接触子４の第３導体部４ｄ方向には圧力Ｆｐが
逃げないため、この圧力ＦｐによってアークＡが上方に
吹き飛ばされ、より一層、アーク電圧の向上が図れる。

【０１１３】図５１は実施例１２の変形例による固定接
触子の斜視図であり、この変形例による固定接触子４
は、第３導体部４ｄを第１導体部４ａより幅狭く形成
し、これによって、第３導体部４ｄが形成する電流路
（最もアークに近い電流路）に電流が集中するように構
成している。従って、この変形例によれば、可動接点２
の開閉軌跡に最も近い部分の第３導体部４ｄで電流を集
中させることができる。

【０１１４】なお、上記各実施例では、回路遮断器の場
合について説明したが、他の開閉器であってもよく、上
記実施例と同様の効果が得られる。

【０１１５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、接点開離直後には固定接触子の全ての電流経路がア
ークを端子部側に引き延ばす電磁力を発生し、急激にア
ーク電圧を立ち上げることができ、さらには常に、可動
接触子の一部には固定接触子に流れる電流による電磁力
が回動方向の力となるように構成され、可動接触子の開
離距離が増大しても、固定接触子の第１導体部を覆う絶
縁物によるアーク冷却作用により高いアーク電圧を発
生、維持できるように構成したので、優れた限流性能を
持った開閉器が得られる効果がある。

【０１１６】請求項２の発明によれば、固定接触子をほ
ぼＵ字形状に形成したことにより、接点開離直後には前
記固定接触子の全ての電流経路がアークを端子部側に引
き延ばす電磁力を発生し、急激にアーク電圧を立ち上げ
ることができると共に、可動接触子の開離距離が増大し
ても、前記固定接触子の絶縁部位によるアーク冷却作用
によって高いアーク電圧を発生、維持でき、且つ、固定
接触子に発生するアークを端子部方向に引き延ばす電磁
力に偏りが起きないように構成したので、固定接触子の
絶縁破壊の恐れがない優れた限流性能を持つ開閉器が得
られるという効果がある。

【０１１７】

【０１１８】請求項３の発明によれば、大電流遮断時に
おいて、接点開離直後には固定接触子の全ての電流経路
がアークを端子部側に引き延ばす電磁力を発生し、急激
にアーク電圧を立ち上げることができ、可動接触子の開
離距離が増大しても、固定接触子の第１導体部を覆う絶
縁物によるアーク冷却作用により高いアーク電圧を発
生、維持でき、小電流遮断時にはアークをより大きく引
き延ばすように構成したので、優れた小電流遮断性能と
限流性能を持った開閉器が得られる効果がある。

【０１１９】請求項４の発明によれば、大電流遮断時に
おいて、接点開離直後には固定接触子の全ての電流経路
がアークを端子部側に引き延ばす電磁力を発生し、急激
にアーク電圧を立ち上げることができ、可動接触子の開
離距離が増大しても、固定接触子の第１導体部を覆う絶
縁物によるアーク冷却作用により高いアーク電圧を発
生、維持でき、さらにアークを端子部側に引き延ばす電
磁力を強化するように構成したので、優れた限流性能を
持った開閉器が得られる効果がある。請求項５の発明に
よれば、大電流遮断時において、接点開離直後には固定
接触子の全ての電流経路がアークを端子部側に引き延ば
す電磁力を発生し、急激にアーク電圧を立ち上げること
ができ、可動接触子の開離距離が増大しても、固定接触
子の第１導体部を覆う絶縁物によるアーク冷却作用によ
り高いアーク電圧を発生、維持でき、さらにアークを端
子部側に引き延ばす電磁力を強化し、また、圧力によっ
てもアークが引き延ばされるように構成したので、優れ
た小電流遮断性能と限流性能を持った開閉器が得られる
効果がある。

【０１２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明に対応した実施例１による回路
遮断器の閉成状態を示す消弧部の側面図である。

【図２】図１の回路遮断器の開成状態を示す側面図であ
る。

【図３】図１および図２における固定接触子の平面図で
ある。

【図４】図３の正面図である。

【図５】図３の斜視図である。

【図６】実施例１の動作説明のために可動接触子の閉成
状態を示す側面図である。

【図７】図６における可動接触子の開極直後の状態を示
す側面図である。

【図８】図７における可動接触子の最大開極状態を示す
側面図である。

【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図１０】図９のＺ軸上において固定接触子を流れる電
流が作る磁場強度分布を示すグラフ図である。

【図１１】この発明の実施例２による主要部の側面図で
ある。

【図１２】この発明の実施例３による主要部の側面図で
ある。

【図１３】この発明の実施例４による主要部の側面図で
ある。

【図１４】図１４（ａ）はこの発明の実施例５による固
定接触子の正面図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）
の側面図である。図１４（ｃ）は図１４（ｂ）の平面図
である。

【図１５】図１４の固定接触子の斜視図である。

【図１６】請求項２の発明に対応した実施例６による固
定接触子の斜視図である。

【図１７】図１６の固定接触子に対する可動接触子の閉
成状態を示す側面図である。

【図１８】図１７の開成状態を示す側面図である。

【図１９】図１７の接点開極直後の状態を示す側面図で
ある。

【図２０】図１９の可動接触子が最大開離した状態を示
す側面図である。

【図２１】図５と同じ固定接触子の斜視図である。

【図２２】図２１の固定接触子を可動接触子が閉成した
状態で示す斜視図である。

【図２３】図２２の固定接触子のスリット面Ｓ１に垂直
な断面図である。

【図２４】図２２の平面図である。

【図２５】図２３のスリット面Ｓ１に垂直な断面図であ
る。

【図２６】実施例６において固定接触子のスリット面Ｓ
１に鎖交する磁束φおよびループ電路Ｃの誘導電流の大
きさを求めるための計算に使ったモデル図である。

【図２７】図２６を断面した座標図である。

【図２８】図１６の固定接触子を絶縁物省略状態で示し
た斜視図である。

【図２９】図２８の計算モデル図である。

【図３０】図２９を断面した座標図である。

【図３１】この発明の実施例７による固定接触子を可動
接触子が閉成した状態で示す側面図である。

【図３２】この発明の実施例８による固定接触子を可動
接触子が開成した状態で示す側面図である。

【図３３】この発明の実施例８を対比するために例示し
た回路遮断器の側面図である。

【図３４】実施例８の動作説明のために示した回路遮断
器の側面図図である。

【図３５】この発明の実施例９による主要部の側面図で
ある。

【図３６】図３５の動作説明図である。

【図３７】この発明の実施例１０による主要部を可動接
触子が開成した状態で示す側面図である。

【図３８】図３７の可動接触子が最大開極した状態を示
す側面図である。

【図３９】請求項４の発明に対応した実施例１１による
固定接触子の斜視図である。

【図４０】図３９の平面図である。

【図４１】実施例１１の固定接触子に対して可動接触子
が開極した直後の状態を示す側面図である。

【図４２】図４１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図４３】実施例１１による固定接触子の変形例を示す
側面図である。

【図４４】実施例１１による固定接触子の別の変形例を
示す側面図である。

【図４５】図４４の平面図である。

【図４６】実施例１１による固定接触子の更に別の変形
例を示す側面図である。

【図４７】請求項５に発明に対応した実施例１２による
主要部を閉成状態で示す側面図である。

【図４８】図４７における固定接触子の斜視図である。

【図４９】図４７の開極直後の側面図である。

【図５０】図４９の最大開極状態を示す側面図である。

【図５１】実施例１２による固定接触子の変形例を示す
斜視図である。

【図５２】従来の開閉器として例えば回路遮断器の開成
時状態を示す側面図である。

【図５３】図５２の回路遮断器の接点開離直後の状態を
示す側面図である。

【図５４】図５３の回路遮断器における可動接触子の最
大開離状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 可動接触子 １ａ 可動接触子の一部 ２ 可動接点 ３ 固定接点 ４ 固定接触子 ４ａ 第１導体部 ４ｄ 第３導体部 ４ｅ 第２導体部 １１ 突出部 １５ 絶縁物 ４０ スリット ４２ 開口部

フロントページの続き (72)発明者 仁科 健一 福山市緑町１番８号 三菱電機株式会社 福山製作所内 (72)発明者 山県 伸示 福山市緑町１番８号 三菱電機株式会社 福山製作所内 (56)参考文献 特開 平４−262334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−123627（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−88351（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−19712（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 69/00 - 83/22

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に可動接点を有する可動接触子
   と、この可動接触子の開閉動作で前記可動接点と接離可
   能な固定接点を一端部に有する固定接触子とを備え、こ
   の固定接触子に電源系統を接続する開閉器において、接
   点閉成状態の前記可動接点が前記固定接点から開離する
   方向を上方とした時、前記固定接触子を、前記電源系統
   に接続する第１導体部、前記固定接点を有する第２導体
   部、及びそれらの第１導体部と第２導体部を上下方向に
   接続する第３導体部とで構成し、前記第３導体部を前記
   固定接点の位置より可動接触子の可動接点が設けられて
   いない他端部側で且つ前記電源系統の反対側に配置し、
   前記第１導体部は、前記接点閉成時に該接点接触面より
   上方に配置すると共に、前記接点開成時に前記可動接点
   の接触面より下方に配置し、且つ、接点閉成時から接点
   開成時まで常に前記可動接触子の一部より上方に位置
   し、前記可動接触子の一端部の端面と対向する前記第１
   導体部の部位を含む前記接点開成時に前記可動接点表面
   から見渡せる前記第１導体部の部位を絶縁物で被覆した
   ことを特徴とする開閉器。
2. 【請求項２】 一端部に可動接点を有する可動接触子
   と、この可動接触子の開閉動作で前記可動接点と接離可
   能な固定接点を一端部に有する固定接触子とを備え、こ
   の固定接触子に電源系統を接続する開閉器において、前
   記固定接触子を、前記電源系統に接続する第１導体部、
   前記固定接点を有する第２導体部、及びそれらの第１導
   体部と第２導体部を接続する第３導体部とで略Ｕ字状に
   形成し、前記第３導体部を前記固定接点の位置より可動
   接触子の可動接点が設けられていない他端部側で且つ前
   記電源系統の反対側に配置し、前記固定接触子の一端部
   に固着された前記固定接点の前記可動接点に接離する表
   面が前記固定接触子の他端側に面しており、前記可動接
   点が前記固定接点と接離する時の前記可動接触子の開閉
   動作を妨げないように、前記固定接触子には前記第１導
   体部から前記第３導体部を通って前記第２導体部にいた
   るスリットを設け、前記固定接触子の他端部側に前記ス
   リットの一端部があり、このスリットの他端部が前記第
   ２導体部と前記第３導体部の接続部より前記固定接触子
   の固定接点に近い位置にあり、開成時の前記可動接点か
   ら見渡せる前記固定接触子の他端部側の部位を絶縁した
   ことを特徴とする開閉器。
3. 【請求項３】 前記固定接触子の第３導体部を前記固定
   接点と前記可動接触子との間に配置すると共に、前記第
   ３導体部を略板状もしくは略棒状とし、前記可動接触子
   の開閉動作時に前記可動接触子の一部を形成する略棒状
   の可動アームの中心線が描く軌跡を含む平面に垂直な平
   面のうち、前記第３導体部に流れる電流の流線を含む平
   面が、接点開成時の前記可動接触子と交わることを特徴
   とする請求項１または２記載の開閉器。
4. 【請求項４】 一端部に可動接点を有する可動接触子
   と、この可動接触子の開閉動作で前記可動接点と接離可
   能な固定接点を一端部に有する固定接触子とを備え、こ
   の固定接触子に電源系統を接続する開閉器において、接
   点閉成状態の前記可動接点が前記固定接点から開離する
   方向を上方とした時、前記固定接触子を、前記電源系統
   に接続する第１導体部、前記固定接点を有する第２導体
   部、及びそれらの第１導体部と第２導体部を上下方向に
   接続する第３導体部とで構成し、前記第３導体部を前記
   固定接点の位置より可動接触子の可動接点が設けられて
   いない他端部側で且つ前記電源系統の反対側に配置し、
   前記第１導体部は、前記接点閉成時に該接点接触面より
   上方に配置すると共に、前記接点開成時に前記可動接点
   の接触面より下方に配置し、前記第３導体部を前記固定
   接点と開成状態の前記可動接触子との間に配置すると共
   に、前記第１導体部と前記第２導体部の前記固定接点が
   固着された一端部および前記第３導体部で囲まれ前記固
   定接点の表面が向いている空間を内部空間とし、且つ、
   前記第３導体部を境界とする前記固定接点の反対側を外
   部空間とし、前記第２導体部の他端部が前記外部空間に
   位置し、該第２導体部の他端部は、閉成状態の前記可動
   接触子に流れる電流と略平行且つ逆方向の電流が流れる
   ように配置された第１の電路と、前記第１の電路と略同
   じ高さで前記第１の電路と逆方向に電流が流れるように
   配置され且つ前記第３導体部と接続される第２の電路と
   で構成され、該第２の電路は、前記可動接触子を流れる
   電流の中心線が前記可動接触子の開閉動作時に描く軌跡
   を含む平面に対して左右どちらかにずれた位置に配置
   し、前記可動く接触子の一端部の端面と対向する前記第
   １導体部の部位を含む前記接点開成時に前記可動接点表
   面から見渡せる前記第１導体部の部位を絶縁物で被覆し
   たことを特徴とする開閉器。
5. 【請求項５】 一端部に可動接点を有する可動接触子
   と、この可動接触子の 開閉動作で前記可動接点と接離可
   能な固定接点を一端部に有する固定接触子とを備え、こ
   の固定接触子に電源系統を接続する開閉器において、前
   記固定接触子を、前記電源系統に接続する第１導体部、
   前記固定接点を有する第２導体部、及びそれらの第１導
   体部と第２導体部を接続する第３導体部とで略Ｕ字状に
   形成し、前記第３導体部を前記固定接点の位置より可動
   接触子の可動接点が設けられていない他端部側で且つ前
   記電源系統の反対側に配置し、前記固定接触子の一端部
   に固着された前記固定接点の前記可動接点に接離する表
   面が前記固定接触子の他端部側に面しており、前記可動
   接触子の一端部には前記固定接点側を向く突出部を設
   け、この突出部には前記可動接点が固着されており、前
   記第１導体部には、前記可動接触子の開閉動作時に前記
   突出部の通過を許容する開口部を設け、前記第１導体部
   の開口部内面と前記第１導体部の前記固定接点と反対側
   の面とを絶縁物で被覆したことを特徴とする開閉器。