JP6879173B2

JP6879173B2 - 開閉装置

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Publication number: JP6879173B2
Application number: JP2017217248A
Authority: JP
Inventors: 渡邉　真也; 真也渡邉; 勝志中田; 雄大相良; 克輝堀田; 康平松村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: JP2019087513A

Description

この発明は、電流を導通および遮断する開閉装置に関するものである。

従来の開閉装置では、電流を遮断するため一対の接点を閉状態から開状態に動作する際に、この一対の接点の間にアーク放電が発生することがある。この場合、アーク放電に永久磁石により形成される磁場を作用させて、このアーク放電をローレンツ力により延伸し消弧する（例えば、特許文献１）。

特開２０１５−８８４７７

従来の開閉装置では、アーク放電を消弧する場合、アーク放電は永久磁石の配置された方向に延伸され、アーク放電の一部分は永久磁石の近傍に膠着する。この際、永久磁石がアーク放電に伴う熱により減磁してしまい、開閉装置の開閉動作の回数が制限されてしまう問題があった。

この発明に係わる開閉装置、これらの課題を解決するためになされたものであり、アーク放電に伴う熱による永久磁石の減磁を抑制し、従来に比べて開閉動作の回数を向上することができる。

この発明に係る開閉装置は、開閉自在の一対の接点を有する開閉機構と、板状の第１の磁性体とこの第１の磁性体の一方の主面の側に、表面と反対側の面を向け配置される板状の第１の絶縁体とを有し、一対の接点の開閉方向の側方に第１の絶縁体の表面を向け配置される第１の側壁と、板状の第２の磁性体とこの第２の磁性体の一方の主面の側に、表面と反対側の面を向け配置される板状の第２の絶縁体とを有し、一対の接点を挟み、第１の絶縁体の表面と第２の絶縁体の前記表面とが対向するように配置される第２の側壁とを備える。
さらに、この発明に係る開閉装置は、第１の側壁と前記第２の側壁とに沿う方向のうち、一対の接点の位置から一方の方向の側のみに配置され、第１の磁性体と第２の磁性体とを磁化し、第１の側壁と第２の側壁とに挟まれる空間に磁場を形成する磁石とを備え、
磁場形成用磁石の磁力により、一対の接点の位置では、一方の方向の反対方向へ磁力線が形成され、かつ第１の絶縁体の表面では、第１の磁性体から第１の絶縁体の方向へ磁力線が形成され、かつ第２の絶縁体の表面では、第２の磁性体から第２の絶縁体の方向へ磁力線が形成される、あるいは、磁場形成用磁石の磁力により、一対の接点の位置では、一方の方向へ磁力線が形成され、かつ第１の絶縁体の表面では、第１の絶縁体から第１の磁性体の方向へ磁力線が形成され、かつ第２の絶縁体の表面では、第２の絶縁体から第２の磁性体の方向へ磁力線が形成される。

この発明によれば、永久磁石の配置位置から遠ざける方向に、アーク放電を延伸すことにより、アーク放電に伴う熱による永久磁石の減磁を抑制することが可能になり、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができる。すなわち、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００または開閉装置１０１の断面図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００のアーク消弧部５および周辺の平面図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００または開閉装置１０１のアーク消弧部５の斜視図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００の各部の磁力線の方向を示す平面図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００の可動接触子３と固定接触子４との閉状態の模式図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００の可動接触子３と固定接触子４との開状態の模式図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００のアーク放電の電流が紙面下から紙面上へ向く場合のアーク放電の軌道を示す図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００のアーク放電の電流が紙面上から紙面下へ向く場合のアーク放電の軌道を示す図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１０１の各部の磁力線の方向を示す平面図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１０１のアーク放電の電流が紙面上から紙面下へ向く場合のアーク放電の軌道を示す図である。この発明の実施の形態１に係る開閉装置１０１のアーク放電の電流が紙面上から紙面下へ向く場合のアーク放電の軌道を示す図である。この発明の実施の形態２に係る開閉装置が備えるアーク消弧部５ｃの平面、磁場の方向、およびアーク放電の延伸の軌道を示す図である。この発明の実施の形態２に係る開閉装置が備えるアーク消弧部５ｄの平面、磁場の方向、およびアーク放電の延伸の軌道を示す図である。この発明の実施の形態３に係る開閉装置が備えるアーク消弧部５ｅの平面、磁場の方向、およびアーク放電の延伸の軌道を示す図である。この発明の実施の形態４に係る開閉装置が備えるアーク消弧部５ｆの平面、磁場の方向、およびアーク放電の延伸の軌道を示す図である。この発明の実施の形態５に係る開閉装置が備えるアーク消弧部５ｇの平面、磁場の方向、およびアーク放電の延伸の軌道を示す図である。この発明の実施の形態６に係る開閉装置１０２の断面図である。この発明の実施の形態６に係る開閉装置１０２のアーク消弧部５ｈおよび周辺の平面図である。この発明の実施の形態７に係る開閉装置が備えるアーク消弧部５ｊの断面図である。この発明の実施の形態７に係る開閉装置が備えるアーク消弧部５ｋの断面図である。

実施の形態１．
図１〜図１１は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものである。
はじめに、図１〜図３を参照して、実施の形態１に係る開閉装置１００の構成を説明する。図１は、開閉装置１００の断面図であり、図２は、図１に記す矢印Ａの方向からのアーク消弧部５および周辺の平面図である。さらに、図３は、アーク消弧部５の斜視図である。
なお、図１は、後述する別の本実施の形態１に記す開閉装置１０１の断面図を兼ねる。この場合、開閉装置１００に内蔵されるアーク消弧部５に代わり、開閉装置１０１には、アーク消弧部５ｂが内蔵される。また、図３は、開閉装置１０１に内蔵するアーク消弧部５ｂの斜視図を兼ねる。

図１を参照して、絶縁性樹脂などで構成されるケース１には、可動接触子３、固定接触子４、アーク消弧部５、第１導電体１１、第２導電体１２、第１端子台１３、第２端子台１４、および接続導体１７が内蔵される。
さらに、ケース１の上部を、絶縁性樹脂などで構成されたカバー２で覆うことで、ケース１の内部を保護する。

可動接触子３は、回転軸３２を中心に回転自在に構成され、可動接触子３の一端に形成された可動接点３１と、固定接触子４の表面に形成された固定接点４１とで、一対の接点を構成する。
なお、ケース１の内部には、図示しない駆動機構部とリレー部とを配置する。駆動機構部は、可動接触子３を、回転軸３２を中心に回転させ、可動接点３１と固定接点４１との間を開閉させる機構を備え、リレー部の動作による電力の供給により、後述する可動接点３１と固定接点４１との開動作および閉動作を実行する。

さらに、可動接触子３は、接続導体１７に電気的に接続される。接続導体１７は、第１導電体１１に電気的に接続され、第１導電体１１は、第１端子台１３に電気的に接続される。すなわち、可動接触子３の可動接点３１は、第１端子台１３に電気的に接続される。

一方、固定接触子４は、第２導電体１２に電気的に接続される。第２導電体１２は、第２端子台１４に電気的に接続される。すなわち、固定接触子４の固定接点４１は、第２端子台１４に電気的に接続される。

なお、一般的に開閉装置１００は、第１端子台１３および第２端子台１４にそれぞれ外部の電源あるいは負荷などの機器に接続された状態で使用される。
第１端子台１３には、一方の外部の機器に接続された配線の一方の端子（図示せず）が接続される。この端子は、第１端子台１３の上に配置され、ネジ１５を第１端子台１３に締め込み固定される。
同様に、第２端子台１４には、もう一方の外部の機器に接続された配線の一方の端子（図示せず）が接続される。この端子は、第２端子台１４の上に配置され、ネジ１６を第２端子台１４に締め込み固定される。

また、固定接点４１は、後述するアーク消弧部５を構成する第１側壁５７と第２側壁５８との間の空間Ｓｓに配置され、後述する可動接点３１と固定接点４１との開閉方向は、第１側壁５７と第２側壁５８とに沿う方向となる。

つぎに、図２および図３を参照して、アーク消弧部５の構造を詳細に説明する。
図２は、固定接触子４、およびアーク消弧部５を示す。また、アーク消弧部５は、第１磁性体５１、第２磁性体５２、第１絶縁体５３、第２絶縁体５４、第１磁石５５、第２磁石５６、消弧板５９、ケース５５１、およびケース５６１を含む。

図２を参照して、第１磁性体５１は、鉄、コバルト、およびニッケルなどで形成された板状の磁性体である。第１磁性体５１の一方の主面には、板状の耐熱性および絶縁性を有するセラミック等で形成された第１絶縁体５３を配置し、第１磁性体５１と第１絶縁体５３とで、第１側壁５７を構成する。

第１磁性体５１と同様に、第２磁性体５２は、鉄、コバルト、およびニッケルなどで形成された板状の磁性体である。第２磁性体５２の一方の主面には、第１絶縁体５３と同様に板状の耐熱性および絶縁性を有するセラミック等で形成された第２絶縁体５４を配置し、第２磁性体５２と第２絶縁体５４とで、第２側壁５８を構成する。なお、厚さｔｍは、第１磁性体５１および第２磁性体５２の板厚を示す。

後述する固定接点４１と可動接点３１との開閉方向は、図２の紙面の概ね上下の方向であり、第１側壁５７は、第１絶縁体５３の表面５３ｆを、この開閉方向の側方に向けて配置される。
さらに、第２側壁５８は、固定接点４１と可動接点３１とを挟み、第２絶縁体５４の表面５４ｆを向け、第１側壁５７に対向するように配置される。すなわち、固定接点４１は、第１側壁５７と第２側壁５８とに挟まれる空間Ｓｓに配置される。なお、幅Ｗｓは、空間Ｓｓの幅を示す。

つぎに、第１磁石５５の位置および第２磁石５６の位置について説明する。
矢印で示す方向ａは、第１側壁５７と第２側壁５８とに沿った方向の一方である。さらに、矢印で示す方向ｂは、方向ａとは反対の方向の第１側壁５７と第２側壁５８とに沿った方向である。
さらに、一点鎖線Ｂは、固定接点４１の位置を基点とし、方向ａと方向ｂとに概ね垂直であり、開閉装置１００を二分する線である。
また、矢印で示す方向ｃは、第１絶縁体５３の表面５３ｆに概ね垂直であり、第１磁性体５１から第１絶縁体５３へ向く方向を示す。また、矢印で示す方向ｄは、第２絶縁体５４の表面５４ｆに概ね垂直であり、第２磁性体５２から第２絶縁体５４へ向く方向を示す。

永久磁石で形成された第１磁石５５は、一点鎖線Ｂより方向ａ側の第１磁性体５１の裏面５１ｒに配置され、第１磁性体５１を磁化する。また、矢印Ｍ１は、第１磁石５５の着磁方向を示し、方向ｃと概ね同様な方向である。なお、第１磁石５５は、衝撃、水分などから保護するために、ケース５５１で覆われる。
同様に、永久磁石で形成された第２磁石５６は、一点鎖線Ｂより方向ａ側の第２磁性体５２の裏面５２ｒに配置され、第２磁性体５２を磁化する。また、矢印Ｍ２は、第２磁石５６の着磁方向を示し、方向ｄと概ね同様な方向である。なお、第２磁性体５２は、衝撃、水分などから保護するために、ケース５６１で覆われる。
複数の金属板で構成された消弧板５９は、方向ｂの側の第１側壁５７と第２側壁５８との終端近傍に配置される。言い換えると、アーク消弧部５は、方向ｂの側に消弧板５９を備える。後述するアーク放電が空間Ｓｓの外側まで延伸した時に、このアーク放電を冷却し、抵抗を高めることにより、このアーク放電を消弧する。

つぎに、図４を参照して、第１磁石５５と第２磁石５６とにより形成される磁場について説明する。
図４は、この発明の実施の形態１に係る開閉装置１００の各部の磁場の方向を示す平面図であり、図２と同様な方向からの平面図を示す。なお、図中に、固定接触子４、ケース５５１、ケース５６１、および消弧板５９の記載を省略する。
また、空間Ｓｓおよびこの近傍に記す実線の矢印は、図中の位置の磁場の方向を示す。

はじめに、第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍における磁場の方向を説明する。
第１磁石５５の近傍に点線で示す領域Ｓ５７１の内部の磁場の方向ｆ７２は、方向ｃである。さらに、領域Ｓ５７１から方向ａの側の領域において、磁場の方向は方向ｃの成分に方向ａの成分を重畳した方向ｆ７１である。また、領域Ｓ５７１から方向ｂの側の領域において、磁場の方向は、方向ｃの成分に方向ｂの成分を重畳した方向ｆ７３である。
さらに、一点鎖線Ｂより方向ｂの側の点線で示す領域Ｓ５７２の内部でも同様に、磁場の方向は、方向ｃの成分に方向ｂの成分を重畳した方向である。

言い換えると、第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍における磁場は、位置によっては方向ａまたは方向ｂの成分が重畳し、第１磁性体５１から第１絶縁体５３へ向く方向である。

さらに、第２絶縁体５４の表面５４ｆおよび表面５４ｆの近傍における磁場の方向を説明する。
第２磁石５６の近傍に点線で示す領域Ｓ５８１の内部の磁場の方向ｆ８２は、方向ｄである。さらに、領域Ｓ５８１から方向ａの側の領域において、磁場の方向は、方向ｄの成分に方向ａの成分を重畳した方向ｆ８１である。また、領域Ｓ５８１から方向ｂの側の磁場の方向は、方向ｄの成分に方向ｂの成分を重畳した方向ｆ８３である。さらに、一点鎖線Ｂより方向ｂの側の点線で示す領域Ｓ５８２の内部でも同様に、磁場の方向は、方向ｄの成分に方向ｂの成分を重畳した方向である。

言い換えると、第２絶縁体５４の表面５４ｆおよび表面５４ｆの近傍における磁場は、位置によっては方向ａまたは方向ｂの成分が重畳し、第２磁性体５２から第２絶縁体５４へ向く方向である。

さらに、固定接点４１の位置およびその近傍の領域Ｓ４１１での磁場の方向は、方向ｂである。また、領域Ｓ４１１の方向ｂの側から第１側壁５７（および第２側壁５８）の終端近傍までの点線で示す領域Ｓｓｃの内部の磁場の方向は、方向ｂである。

なお、領域Ｓｓｃと領域Ｓ５７２とに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから領域Ｓ５７２へ向かうにしたがい、方向ｃの磁場の成分が大きくなる。
同様に、領域Ｓｓｃと領域Ｓ５８２とに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから領域Ｓ５８２へ向かうにしたがい、方向ｄの磁場の成分が大きくなる。

さらに、方向ｂの側の空間Ｓｓから外側の領域Ｓｂｓにおける磁場の方向は、概ね方向ｂを向く。また、領域Ｓｂｓの内部の方向ｄの側では、方向ｃの磁場の成分が重畳し、領域Ｓｂｓの内部の方向ｃの側では、方向ｄの磁場の成分が重畳する。

つぎに、図５および図６を参照して、実施の形態１に係る開閉装置１００の動作を説明する。なお、図中には、図１に示す部位のうち可動接触子３と固定接触子４を示す。図５は、開閉装置１００の模式図であり閉状態を示し、図６は、開閉装置１００の模式図であり開状態を示す。

図５を参照して、開閉装置１００の閉状態を説明する。
開閉装置１００の閉状態は、後述する開状態から回転軸３２を回転中心に可動接触子３を回動し、可動接点３１と固定接点４１とが接触した状態である。閉状態では、可動接点３１と固定接点４１とを介して、可動接触子３と固定接触子４とは電気的に接続する。なお、第１端子台１３と第２端子台１４との間に電圧が印加されている場合、可動接点３１と固定接点４１との間に電流が流れる。

さらに、図６を参照して、開閉装置１００の開状態を説明する。
開閉装置１００の開状態は、前述した閉状態から回転軸３２を回転中心に可動接触子３を回動し、可動接点３１と固定接点４１とが解離した状態である。開状態では、可動接触子３と固定接触子４とは電気的に絶縁する。

しかしながら、第１端子台１３と第２端子台１４との間に電圧が印加され、可動接点３１と固定接点４１との間に電流が流れている場合、閉状態から開状態へ動作した直後では、可動接点３１と固定接点４１との間にアーク放電が発生することがある。
詳細は後述するが、第１磁石５５と第２磁石５６とにより形成される磁場により、アーク放電にローレンツ力が作用し、アーク放電は延伸され消弧する。

図中の経路Ｄ１、経路Ｄ２、および経路Ｄ３は、アーク放電が延伸する時間経過後のアーク放電の経路を示す。
はじめに、可動接点３１と固定接点４１との間にアーク放電は、経路Ｄ１に延伸され、時間経過を追って、経路Ｄ２、および経路Ｄ３へ延伸される。言い換えると、アーク放電は、方向ｂへ延伸される。なお、アーク放電が延伸され消弧すると、可動接触子３と固定接触子４とは電気的に絶縁する。

また、本実施の形態１における開閉方向とは、回転軸３２を回転中心に可動接触子３が回転する際の可動接点３１の軌道ｅの全ての接線方向を含む。

つぎに、図７および図８を参照して、可動接点３１と固定接点４１との間にアーク放電が発生した場合に、このアーク放電にローレンツ力が作用し、このアーク放電が消弧するメカニズムについて詳細に説明する。
図７および図８は、図４と同様に平面図を示す。図７は、アーク放電による電流の方向が紙面下から紙面上である場合を示し、図８は、アーク放電による電流の方向が紙面上から紙面下である場合を示す。

はじめに、図７を参照して、アーク放電による電流の方向が紙面下から紙面上である場合を説明する。
位置Ｃ１１はアーク放電が発生する初期の位置を示し、概ね固定接点４１の上方の位置である。軌道Ｋ１はアーク放電の延伸方向の軌道を示し、位置Ｃ１２は、軌道Ｋ１の途中の位置を示す。

当初、開閉装置１００は閉状態であり、可動接点３１と固定接点４１とを経由し、第２端子台１４から第１端子台１３へ向かって電流が流れているものとする。
その後、外部からの遮断指示により、開閉装置１００は、閉状態から開状態に動作する。このときに、位置Ｃ１１でアーク放電が発生する。なお、アーク放電による電流の方向は紙面下から紙面上になる。
前述したように領域Ｓ４１１の内部では、磁場の方向は方向ｂであるので、フレミングの左手の法則にしたがい、ローレンツ力はアーク放電に方向ｂとは垂直であり第２側壁５８を向く方向Ｆ１１へ作用する。そのため、当初アーク放電は、第２側壁５８の方へ延伸する。

さらに、アーク放電が領域Ｓ４１１の領域外まで延伸すると磁場の方向ｄの成分の影響により、アーク放電は方向ｂへもローレンツ力が作用する。すなわち、位置Ｃ１２に示すように、方向Ｆ１２へローレンツ力が作用する。言い換えると、アーク放電は、第２絶縁体５４に押し付けられながら、軌道Ｋ１をたどり方向ｂに延伸する。なお、この際、第２絶縁体５４の表面５４ｆは、熱伴うアーク放電に晒されるので、第２絶縁体５４は、耐熱性および絶縁性を備える必要がある。
アーク放電の延伸の長さに応じて、アーク放電の両端間の抵抗であるアーク抵抗が増加し、アーク放電の両端間の電圧を維持できなくなり、アーク放電は消弧する。

つぎに、図８を参照して、アーク放電による電流の方向が紙面上から紙面下である場合を示す。
図７と同様に、位置Ｃ１１はアーク放電が発生する初期の位置を示し、概ね固定接点４１の上方の位置である。軌道Ｋ２はアーク放電の延伸方向の軌道を示し、位置Ｃ２２は、軌道Ｋ２の途中の位置を示す。

当初、開閉装置１００は閉状態であり、可動接点３１と固定接点４１とを経由し、第１端子台１３から第２端子台１４へ向かって電流が流れているものとする。
その後、外部からの遮断指示により、開閉装置１００は、閉状態から開状態に動作する。このときに、位置Ｃ１１でアーク放電が発生する。なお、アーク放電による電流の方向は紙面上から紙面下になる。
前述したように、領域Ｓ４１１では、磁場の方向は方向ｂであるので、フレミングの左手の法則にしたがい、ローレンツ力はアーク放電に方向ｂとは垂直あり第１側壁５７を向く方向Ｆ２１へ作用する。そのため、当初アーク放電は、第１側壁５７の方へ延伸する。

さらに、アーク放電が領域Ｓ４１１の領域外まで延伸すると磁場の方向ｃの成分の影響により、アーク放電は方向ｂへもローレンツ力が作用する。すなわち、位置Ｃ２２に示すように、方向Ｆ２２へローレンツ力が作用する。言い換えると、アーク放電は、第１絶縁体５３に押し付けられながら、軌道Ｋ２をたどり方向ｂに延伸する。
アーク放電の延伸の長さに応じて、アーク抵抗が増加し、アーク放電の両端間の電圧を維持できなくなり、アーク放電は消弧する。

なお、開閉装置１００の場合、アーク放電が延伸する先には、消弧板５９が配置される。アーク放電が消弧板５９に到達する前に消弧しない時は、アーク放電は、消弧板５９に衝突し、冷却され消弧する。

開閉装置１００では、アーク放電は第１磁石５５と第２磁石５６とに、遠ざかる方向へ延伸され消弧するので、アーク放電に伴う熱により第１磁石５５と第２磁石５６との減磁を抑制することが可能となる。

つぎに、図１、図３、および図９〜図１１を参照して、前述した開閉装置１００とは別の本実施の形態１に係る開閉装置１０１の構成を説明する。
なお、前述したように、図１は、開閉装置１００と開閉装置１０１との断面図を兼ねる。開閉装置１０１には、アーク消弧部５ｂが内蔵される。また、図３は、開閉装置１０１に内蔵するアーク消弧部５ｂの斜視図を兼ねる。

さらに、開閉装置１０１は、後述する第１磁石５５ｒおよび第２磁石５６ｒの着磁方向が開閉装置１００の第１磁石５５および第２磁石５６に異なるので、形成する磁場に関しても開閉装置１００と異なる。

図９は、この発明の実施の形態１に係る開閉装置１０１の各部の磁場の方向を示す平面図である。図中の空間Ｓｓの中および近傍に記す実線の矢印は、図４と同様に磁場の方向を示す。図１０は、アーク放電による電流の方向が紙面下から紙面上である場合を示し、図１１は、アーク放電による電流の方向が紙面上から紙面下である場合をそれぞれ示す。
なお、図中の図１〜図８と同一記号および同一符号は、開閉装置１００と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。

図９を参照して、開閉装置１０１の構成を説明する。
図中の矢印で示す方向ｃｒは、第１絶縁体５３の表面５３ｆに概ね垂直であり、第１絶縁体５３から第１磁性体５１へ向く方向を示す。言い換えると、方向ｃｒは、方向ｃと反対の方向である。また、矢印で示す方向ｄｒは、第２絶縁体５４の表面５４ｆに概ね垂直であり、第２絶縁体５４から第２磁性体５２へ向く方向を示す。言い換えると、方向ｄｒは、方向ｄと反対の方向である。

開閉装置１０１の第１磁石５５ｒは、開閉装置１００の第１磁石５５と、取り付け位置および材質は、同一あるいは同等であるが、着磁方向が異なる。矢印Ｍ１ｒは、第１磁石５５ｒの着磁方向を示し、方向ｃｒと概ね同様な方向である。
同様に、開閉装置１０１の第２磁石５６ｒは、開閉装置１００の第２磁石５６と、取り付け位置および材質は、同一あるいは同等であるが、着磁方向が異なる。矢印Ｍ２ｒは、第２磁石５６ｒの着磁方向を示し、方向ｄｒと概ね同様な方向である。

つぎに、第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍における磁場の方向を説明する。
第１磁石５５ｒの近傍に点線で示す領域Ｓ５７１の内部の磁場の方向ｆ７２ｒは、方向ｃｒである。さらに、領域Ｓ５７１から方向ａの側の領域において、磁場の方向は方向ｃｒの成分に方向ｂの成分を重畳した方向ｆ７１である。また、領域Ｓ５７１から方向ｂの側の領域において、磁場の方向は、方向ｃｒの成分に方向ａの成分を重畳した方向ｆ７３ｒである。
さらに、一点鎖線Ｂより方向ｂの側の点線で示す領域Ｓ５７２の内部でも同様に、磁場の方向は、方向ｃｒの成分に方向ａの成分を重畳した方向である。

言い換えると、第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍における磁場は、位置によっては方向ａまたは方向ｂの成分が重畳し、第１絶縁体５３から第１磁性体５１へ向く方向である。

つぎに、第２絶縁体５４の表面５４ｆおよび表面５４ｆの近傍における磁場の方向を説明する。
第２磁石５６ｒの近傍に点線で示す領域Ｓ５８１の内部の磁場の方向ｆ８２ｒは、方向ｄｒである。さらに、領域Ｓ５８１から方向ａの側の領域において、磁場の方向は、方向ｄｒの成分に方向ｂの成分を重畳した方向ｆ８１ｒである。また、領域Ｓ５８１から方向ｂの側の磁場の方向は、方向ｄｒの成分に方向ａの成分を重畳した方向ｆ８３ｒである。さらに、一点鎖線Ｂより方向ｂの側の点線で示す領域Ｓ５８２の内部でも同様に、磁場の方向は、方向ｄｒの成分に方向ａの成分を重畳した方向である。

言い換えると、第２絶縁体５４ｒの表面５４ｆおよび表面５４ｆの近傍における磁場は、位置によっては方向ａまたは方向ｂの成分が重畳し、第２絶縁体５４から第２磁性体５２へ向く方向である。

さらに、固定接点４１の位置およびその近傍の領域Ｓ４１１での磁場の方向は、方向ａである。なお、領域Ｓ４１１の方向ｂの側から第１側壁５７（および第２側壁５８）の終端近傍までの点線で示す領域Ｓｓｃの磁場の方向は、方向ａである。

なお、領域Ｓｓｃと領域Ｓ５７２とに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから領域Ｓ５７２へ向かうにしたがい、方向ｃｒの磁場の成分が大きくなる。
同様に、領域Ｓｓｃと領域Ｓ５８２とに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから領域Ｓ５８２へ向かうにしたがい、方向ｄｒの磁場の成分が大きくなる。

さらに、方向ｂの側の空間Ｓｓから外側の領域Ｓｂｓにおける磁場の方向は、概ね方向ａを向く。また、領域Ｓｂｓの内部の方向ｄｒの側では、方向ｄｒの磁場の成分が重畳し、領域Ｓｂｓの内部の方向ｃｒの側では、方向ｃｒの磁場の成分が重畳する。

つぎに、図１０および図１１を参照して、可動接点３１と固定接点４１との間にアーク放電が発生した場合に、このアーク放電にローレンツ力が作用し、このアーク放電が消弧するメカニズムについて詳細に説明する。
はじめに、図１０を参照して、アーク放電による電流の方向が紙面下から紙面上である場合を説明する。

当初、開閉装置１０１は閉状態であり、可動接点３１と固定接点４１とを経由し、第２端子台１４から第１端子台１３へ向かって電流が流れているものとする。
その後、外部からの遮断指示により、開閉装置１０１は、閉状態から開状態に動作する。このときに、位置Ｃ１１でアーク放電が発生する。アーク放電による電流の方向は紙面下から紙面上になる。
前述したように、領域Ｓ４１１では、磁場の方向は方向ａであるので、フレミングの左手の法則にしたがい、ローレンツ力はアーク放電に方向ａとは垂直であり第１側壁５７を向く方向Ｆ２１ｒへ作用する。そのため、当初アーク放電は、第１側壁５７の方へ延伸する。

さらに、アーク放電が領域Ｓ４１１の領域外まで延伸すると磁場の方向ｃｒの成分の影響により、アーク放電は方向ｂへもローレンツ力が作用する。すなわち、位置Ｃ１３に示すように、方向Ｆ２２ｒへローレンツ力が作用する。言い換えると、アーク放電は、第１絶縁体５３に押し付けられながら、軌道Ｋ２ｒをたどり方向ｂに延伸する。
アーク放電の延伸の長さに応じて、アーク抵抗が増加し、アーク放電の両端間の電圧を維持できなくなり、アーク放電は消弧する。

つぎに、図１１を参照して、アーク放電による電流の方向が紙面上から紙面下である場合を示す。
当初、開閉装置１０１は閉状態であり、可動接点３１と固定接点４１とを経由し、第１端子台１３から第２端子台１４へ向かって電流が流れているものとする。
その後、外部からの遮断指示により、開閉装置１０１は、閉状態から開状態に動作する。このときに、位置Ｃ１１でアーク放電が発生する。アーク放電による電流の方向は紙面上から紙面下になる。
前述したように、領域Ｓ４１１では、磁場の方向は方向ａであるので、フレミングの左手の法則にしたがい、ローレンツ力はアーク放電に方向ａとは垂直であり第２側壁５８を向く方向Ｆ１１ｒへ作用する。そのため、当初アーク放電は、第２側壁５８の方へ延伸する。

さらに、アーク放電が領域Ｓ４１１の領域外まで延伸すると磁場の方向ｄｒの成分の影響により、アーク放電は方向ｂへもローレンツ力が作用する。すなわち、位置Ｃ２３に示すように、方向Ｆ１２ｒへローレンツ力が作用する。言い換えると、アーク放電は、第１絶縁体５３に押し付けられながら、軌道Ｋ１ｒをたどり方向ｂに延伸する。
アーク放電の延伸の長さに応じて、アーク抵抗が増加し、アーク放電の両端間の電圧を維持できなくなり、アーク放電は消弧する。

なお、開閉装置１０１の場合、アーク放電が延伸する先には、消弧板５９が配置される。アーク放電が消弧板５９に到達する前に消弧しない時は、アーク放電は、消弧板５９に衝突し、分断され消弧する。

すなわち、開閉装置１００と同様に、開閉装置１０１は、アーク放電を第１磁石５５ｒと第２磁石５６ｒとに、遠ざかる方向へ延伸し消弧するので、アーク放電に伴う熱により第１磁石５５ｒと第２磁石５６ｒとの減磁を抑制することが可能となる。

前述したように本実施の形態１によれば、アーク放電に伴う熱による第１磁石と第２磁石との減磁を抑制することが可能となる。すなわち、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができ、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、アーク放電の延伸を促進するため、誘引用磁石６１を備える形態を説明する。さらに、別の本実施の形態２では、誘引棒６４を備える形態を説明する。
誘引用磁石６１および誘引棒６４を配することにより、アーク放電の延伸を促進し急速にアーク放電を消弧することができる。

図１２は、本実施の形態２の開閉装置が備えるアーク消弧部５ｃの平面図であり、アーク放電が発生した場合のアーク放電が延伸される方向の軌跡、および磁場の方向を記す。
なお、アーク消弧部５ｃを備える開閉装置は、開閉装置１００とほぼ同等であり、アーク消弧部５に代わりアーク消弧部５ｃが配置されるものとする。
さらに、図中の図１〜図１１と同一記号および同一符号は、実施の形態１と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。
同様に、図中の空間Ｓｓの中および近傍に記す実線の矢印は、磁場の方向を示す。また、図７と同様に、アーク放電による電流の方向が紙面下から紙面上である場合を示す。

アーク消弧部５ｃは、第１磁性体５１、第２磁性体５２、第１絶縁体５３、第２絶縁体５４、第１磁石５５、第２磁石５６、ケース５５１、ケース５６１、誘引用磁石６１およびケース６６１を含む。

はじめに、図１２を参照して、アーク消弧部５ｃの構造を詳細に説明する。
誘引用磁石６１は、方向ｂの側の空間Ｓｓから外側に配置される。言い換えると、アーク消弧部５ｃは、方向ｂの側に、誘引用磁石６１を備える。
また、矢印Ｍａは、誘引用磁石６１の着磁方向を示し、方向ｂと概ね同様な方向である。なお、誘引用磁石６１は、アーク放電による熱および電流から保護するために、耐熱性および絶縁性を有するセラミック製のケース６１１で覆われる。

さらに、誘引用磁石６１の作用について説明する。
誘引用磁石６１の設置により、磁場の強度が増強する。特に空間Ｓｓの一点鎖線Ｂより方向ｂの側の磁場の強度が増強するので、発生したアーク放電は、軌道Ｋ１を辿り急速に延伸される。すなわち、アーク放電を急速に消弧することができる。

図１３は、別の本実施の形態２の開閉装置が備えるアーク消弧部５ｄの平面図であり、アーク放電が発生した場合のアーク放電が延伸される方向の軌跡、および磁場の方向を記す。
なお、アーク消弧部５ｄを備える開閉装置は、開閉装置１００とほぼ同等であり、アーク消弧部５に代わりアーク消弧部５ｄが配置されるものとする。

さらに、図中の図１〜図１１と同一記号および同一符号は、実施の形態１と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。
同様に、図中の空間Ｓｓの中および近傍に記す実線の矢印は、磁場の方向を示す。また、図７と同様に、アーク放電による電流の方向が紙面下から紙面上である場合を示す。

アーク消弧部５ｄは、第１磁性体５１、第２磁性体５２、第１絶縁体５３、第２絶縁体５４、第１磁石５５、第２磁石５６、ケース５５１、ケース５６１、誘引棒６４、およびケース６４１を含む。

はじめに、図１３を参照して、アーク消弧部５ｄの構造を詳細に説明する。
誘引棒６４は、誘引用磁石６２の主面に、誘引用磁性体６３が接続される構造を備える。さらに、誘引棒６４は、アーク放電による熱および電流から保護するために、耐熱性および絶縁性を有するセラミック製のケース６４１で覆われる。

さらに、誘引棒６４を構成する誘引用磁性体６３の先端部を含む部位は、方向ｂの側の空間Ｓｓの内部に、誘引用磁性体６３と第１絶縁体５３との間および誘引用磁性体６３と第２絶縁体５４との間にアーク放電が延伸される空間を設け設置され、その他の誘引棒６４を構成する部位は方向ｂの側の空間Ｓｓの外側に設置される。言い換えると、アーク消弧部５ｄは、方向ｂの側に、誘引棒６４を備える。なお、矢印Ｍａは、誘引用磁石６１と同様に誘引用磁石６２の着磁方向を示し、方向ｂと概ね同様な方向である。

つぎに、誘引棒６４の作用について説明する。
誘引棒６４の設置により、磁場の強度が増強する。特に空間Ｓｓの一点鎖線Ｂより方向ｂの側の磁場の強度が増強するので、発生したアーク放電は、軌道Ｋ１を辿り急速に延伸される。すなわち、アーク放電を急速に消弧することができる。

前述したように本実施の形態２によれば、アーク放電を急速に消弧することができる。さらに、実施の形態１と同様に、アーク放電に伴う熱による第１磁石と第２磁石との減磁を抑制することが可能となる。すなわち、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができ、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

実施の形態３．
実施の形態１および２では、第１磁石および第２磁石の２個の永久磁石を備える形態を説明した。本実施の形態３では、第３磁石のみの１個の永久磁石を備える形態を説明する。永久磁石の数が１個であるので、本実施の形態３に示す開閉装置は、実施の形態１に示す開閉装置に比べ製造時間の短縮することができ、製造コストも低減することができる。

図１４は、本実施の形態３の開閉装置が備えるアーク消弧部５ｅの平面図であり、アーク放電が発生した場合のアーク放電が延伸される方向の軌跡、および磁場の方向を記す。
なお、アーク消弧部５ｅを備える開閉装置は、開閉装置１００とほぼ同等であり、アーク消弧部５に代わりアーク消弧部５ｅが配置されるものとする。

アーク消弧部５ｅは、第１磁性体５１、第２磁性体５２、第１絶縁体５３、第２絶縁体５４、第３磁石７４、第３磁性体７１、第３絶縁体７２、およびケース７４１を含む。

図１４を参照して、アーク消弧部５ｅの構造を詳細に説明する。
第３磁性体７１は、第１磁性体５１の方向ｂの側の端部および第２磁性体５２の方向ａの側の端部に接続される。なお、第３磁性体７１は、第１磁性体５１および第２磁性体５２と同様に、鉄、コバルト、およびニッケルなどで形成された板状の磁性体である。
また、第３磁性体７１の方向ｂの側の表面には、板状の耐熱性および絶縁性を有するセラミック等で形成された第３絶縁体７２を配置し、第３磁性体７１と第３絶縁体７２とで、第３側壁７３を構成する。

さらに、第３磁性体７１の裏面７１ｒに、第３磁石７４を配置する。なお、第３磁石７４は、衝撃、水分などから保護するために、ケース７４１で覆われる。また、矢印Ｍ３は、第３磁石７４の着磁方向を示し、方向ｂと概ね同様な方向である。

つぎに、第３磁石７４により形成される磁場について説明する。
第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍の磁場の方向は、方向ｃの成分に方向ｂの成分を重畳した方向である。言い換えると、第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍における磁場は、方向ｂの成分が重畳し、第１磁性体５１から第１絶縁体５３へ向く方向である。

さらに、第２絶縁体５４の表面５４ｆおよび表面５４ｆの近傍の磁場の方向は、方向ｄの成分に方向ｂの成分を重畳した方向である。言い換えると、第２絶縁体５４の表面５４ｆおよび表面５４ｆの近傍における磁場は、方向ｂの成分が重畳し、第２磁性体５２から第２絶縁体５４へ向く方向である。

また、第３絶縁体７２の表面７２ｆおよび表面７２ｆの近傍の磁場の方向は、概ね方向ｂの方向である。言い換えると、第３絶縁体７２の表面７２ｆおよび表面７２ｆの近傍における磁場は、第３磁性体７１から第３絶縁体７２へ向く方向である。

さらに、固定接点４１の位置（図示せず）およびその近傍の領域Ｓ４１１での磁場の方向は、方向ｂである。また、領域Ｓ４１１の方向ｂの側から第１側壁５７（および第２側壁５８）の終端近傍までの領域Ｓｓｃの磁場の方向は、方向ｂである。

なお、領域Ｓｓｃと第１絶縁体５３の表面５３ｆとに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから第２絶縁体５４の表面５４ｆへ向かうにしたがい、方向ｃの磁場の成分が大きくなる。
同様に、領域Ｓｓｃと第２絶縁体５４の表面５４ｆとに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから領域Ｓ５８２へ向かうにしたがい、方向ｄの磁場の成分が大きくなる。

言い換えると、本実施の形態３の開閉器が備えるアーク消弧部５ｅの一点鎖線Ｂより方向ｂの側では、実施の形態１のアーク消弧部５と概ね同様な磁場の方向を有する。
また、実施の形態１と同様に、アーク放電が発生した場合、アーク放電は、軌道Ｋ１を辿り延伸される。すなわち、アーク放電を消弧することができる。

前述したように本実施の形態３によれば、永久磁石の数が１個であるので実施の形態１に示す開閉装置に比べ製造時間の短縮することができ、製造コストも低減することができる。

さらに、実施の形態１と同様に、アーク放電を消弧することができ、さらに、アーク放電に伴う熱による第３磁石との減磁を抑制することが可能となる。すなわち、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができ、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

実施の形態４．
実施の形態１および２では、第１磁石および第２磁石の２個の永久磁石を備える形態を説明した。また、実施の形態３では、第３磁石のみの１個の永久磁石を備える形態を説明した。本実施の形態４では、第１磁石、第２磁石、および第３磁石の３個の永久磁石を備える形態を説明する。
第１磁石、第２磁石、および第３磁石により強力な磁場を形成し、アーク放電の延伸を促進し急速にアーク放電を消弧することができる。

図１５は、本実施の形態４の開閉装置が備えるアーク消弧部５ｆの平面図であり、アーク放電が発生した場合のアーク放電が延伸される方向の軌跡、および磁場の方向を記す。
なお、アーク消弧部５ｆを備える開閉装置は、開閉装置１００とほぼ同等であり、アーク消弧部５に代わりアーク消弧部５ｆが配置されるものとする。

さらに、図中の図１〜図１１、および図１４と同一記号および同一符号は、実施の形態１および実施の形態３と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。
同様に、図中の空間Ｓｓの中および近傍に記す実線の矢印は、磁場の方向を示す。また、図７と同様に、アーク放電による電流の方向が紙面下から紙面上である場合を示す。

アーク消弧部５ｆは、第１磁性体５１、第２磁性体５２、第１絶縁体５３、第２絶縁体５４、第１磁石５５、第２磁石５６、第３磁石７４、第３磁性体７１、第３絶縁体７２、およびケース７４１を含む。

第１磁石５５、第２磁石５６、および第３磁石７４により形成される磁場について説明する。
第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍の磁場の方向は、方向ｃの成分に方向ｂの成分を重畳した方向である。言い換えると、第１絶縁体５３の表面５３ｆおよび表面５３ｆの近傍における磁場は、方向ｂの成分が重畳し、第１磁性体５１から第１絶縁体５３へ向く方向である。

なお、領域Ｓｓｃと第１絶縁体５３の表面５３ｆとに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから第１絶縁体５３の表面５３ｆへ向かうにしたがい、方向ｃの磁場の成分が大きくなる。
同様に、領域Ｓｓｃと第２絶縁体５４の表面５４ｆとに挟まれた領域においては、領域Ｓｓｃから第２絶縁体５４の表面５４ｆへ向かうにしたがい、方向ｄの磁場の成分が大きくなる。

すなわち、本実施の形態４の開閉器が備えるアーク消弧部５ｆの磁場の方向は、実施の形態３と概ね同様な磁場の方向を有する。
さらに、第１磁石５５、第２磁石５６、および第３磁石７４の３コの永久磁石を備えることにより、磁場の強度が増強する。特に空間Ｓｓの一点鎖線Ｂより方向ｂの側の磁場の強度が増強するので、発生したアーク放電は、軌道Ｋ１を辿り急速に延伸される。すなわち、アーク放電を急速に消弧することができる。

さらに、実施の形態１と同様に、アーク放電に伴う熱による第１磁石、第２磁石、および第３磁石の減磁を抑制することが可能となる。すなわち、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができ、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

実施の形態５．
本実施の形態５では、第１磁性体５１ｂおよび第２磁性体５２ｂは、方向ｂの側で折れ曲がった部位（曲部５１ｂｃ、曲部５２ｂｃ）を有する構造を備える形態を説明する。
この構造により、第１磁性体５１ｂと第１磁石５５との間で形成される磁気回路の磁気抵抗を低減することができ、同様に第２磁性体５２ｂの端部５２ｂｅを第２磁石５６の間で形成される磁気回路の磁気抵抗を低減することができる。それにより、アークの伸長先（方向ｂ）においても磁性体から漏出する磁束密度を高く維持でき、アーク放電の延伸を促進し急速にアーク放電を消弧することができる。

図１６は、本実施の形態５の開閉装置が備えるアーク消弧部５ｇの平面図であり、アーク放電が発生した場合のアーク放電が延伸される方向の軌跡、および磁場の方向を記す。
なお、アーク消弧部５ｇを備える開閉装置は、開閉装置１００とほぼ同等であり、アーク消弧部５に代わりアーク消弧部５ｇが配置されるものとする。

図１６を参照して、アーク消弧部５ｇの構造を詳細に説明する。
点線で囲まれた第１磁性体５１ｂの部位は、第１磁性体５１ｂの曲部５１ｂｃを示す。曲部５１ｂｃの位置で第１磁性体５１ｂは方向ｃの反対方向に折り曲がり、第１磁性体５１ｂの端部５１ｂｅは第１磁石５５に近接する。言い換えると、端部５１ｂｅは、曲部５１ｂｃ位置より第１磁石５５に近くなるように設定される。
同様に、点線で囲まれた第２磁性体５２ｂの部位は、第２磁性体５２ｂの曲部５２ｂｃを示す。曲部５２ｂｃの位置で第２磁性体５２ｂは方向ｄの反対方向に折り曲がり、第２磁性体５２ｂの端部５２ｂｅは第２磁石５６に近接する。言い換えると、端部５２ｂｅは、曲部５２ｂｃ位置より第２磁石５６に近くなるように設定される。

端部５１ｂｅと第１磁石５５とが近接することにより、第１磁性体５１ｂと第１磁石５５との間で形成される磁気回路の磁気抵抗を低減することができる。同様に、端部５２ｂｅと第２磁石５６とが近接することにより、第１磁性体５１ｂと第２磁石５６との間で形成される磁気回路の磁気抵抗を低減することができる。それにより、アークの伸長先（方向ｂ）においても磁性体から漏出する磁束密度を高く維持できる。そのため、アーク放電が発生した場合、アーク放電の延伸を促進し急速にアーク放電を消弧することができる。

さらに、空間Ｓｓの磁束密度を高くする構成について説明する。
端部５１ｂｅと第１磁石５５の裏面５５ｎ（第１磁性体５１ｂと対向する面と反対の面）との間隔を間隔Ｌｍ１とし、端部５２ｂｅと第２磁石５６の裏面５６ｎ（第２磁性体５２ｂと対向する面と反対の面）との間隔を間隔Ｌｍ２とする。さらに、第１磁性体５１ｂと第２磁性体５２ｂとの間隔を間隔Ｌｂとする。
間隔Ｌｍ１および間隔Ｌｍ２より、間隔Ｌｂが長くなるように設定する。これにより、第１磁石５５が形成する磁場と第２磁石５６が形成する磁場との干渉を低減することができるので、空間Ｓｓの磁束密度をより安定に形成させることができる。そのため、アーク放電が発生した場合、アーク放電の延伸を、さらに促進し急速にアーク放電を消弧することができる。

前述したように本実施の形態５によれば、アーク放電を急速に消弧することができる。さらに、実施の形態１と同様に、アーク放電に伴う熱による第１磁石と第２磁石との減磁を抑制することが可能となる。すなわち、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができ、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

実施の形態６．
実施の形態１〜５では、可動接点３１と固定接点４１とで一対の接点を構成し、この一対の接点で、開閉動作を実行する開閉装置について説明した。
本実施の形態６では、２つの接点を備え、これらの接点を同時に開閉動作する形態を説明する。

図１７は、本実施の形態６の開閉装置１０２の断面図であり、図１８は、図１７に記す矢印Ａ２の方向からのアーク消弧部５ｈおよび周辺の平面図である。
さらに、図中の図１〜図１１と同一記号および同一符号は、実施の形態１と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。

図１７を参照して、開閉装置１０２の構造を説明する。
絶縁性樹脂などで構成されるケース１ｂおよびケース１ｃには、電磁駆動制御部８１が内蔵される。電磁駆動制御部８１は、絶縁性の材質で構成された絶縁ロッド８２の一端に接続し、絶縁ロッド８２を上下動する機構を備える。
さらに、絶縁ロッド８２はケース１ｃを貫通し、絶縁ロッド８２のもう一端は、可動接触子３ｂに接続される。

可動接触子３ｂは、一端に可動接点３１ｂを、もう一端に可動接点３１ｃをそれぞれ備える。すなわち、可動接点３１ｂと可動接点３１ｃとは電気的に接続される。固定接触子４ｂはその一端に固定接点４１ｂを、固定接触子４ｃはその一端に固定接点４１ｃをそれぞれ備える。
可動接点３１ｂと固定接点４１ｂとで一対の接点を構成し、同様に可動接点３１ｃと固定接点４１ｃとで一対の接点を構成する。すなわち、この２組の一対の接点は、絶縁ロッド８２を上下動させることにより、同時に開状態から閉状態へ動作、および同時に閉状態から開状態へ動作をする機構を備える。

なお、アーク消弧部５ｈは、第１磁性体５１、第２磁性体５２、第１絶縁体５３、第２絶縁体５４、第１磁石５５、および第２磁石５６を含む。さらに、ケース１ｃの上部を、絶縁性樹脂などで構成されたカバー２ｂで覆うことで、アーク消弧部５ｈ、固定接点４１ｂ、固定接触子４ｃ、および絶縁ロッド８２を保護する。

つぎに、図１８を参照して、アーク消弧部５ｈおよび周辺の構造を詳細に説明する。
固定接点４１ｂと可動接点３１ｂとの開閉方向および固定接点４１ｃと可動接点３１ｃとの開閉方向は、図１８の紙面の概ね上下の方向であり、第１側壁５７は、第１絶縁体５３の表面５３ｆを、これらの開閉方向の側方に向けて配置される。
さらに、第２側壁５８は、固定接点４１ｂおよび可動接点３１ｂ、ならびに固定接点４１ｃおよび可動接点３１ｃを挟み、第２絶縁体５４の表面５４ｆを向け、第１側壁５７に対向するように配置される。

つぎに、第１磁石５５の位置および第２磁石５６の位置について説明する。
一点鎖線Ｂ１は、固定接点４１ｂの位置を基点とし、方向ａと方向ｂとに概ね垂直である。同様に、一点鎖線Ｂ２は、固定接点４１ｃの位置を基点とし、方向ａと方向ｂとに概ね垂直である。

第１磁石５５は、一点鎖線Ｂ１より方向ｂの側かつ一点鎖線Ｂ２より方向ａの側の第１磁性体５１の裏面５１ｒに配置され、第１磁性体５１を磁化する。言い換えると、第１磁石５５は、一点鎖線Ｂ１と一点鎖線Ｂ２との間の第１磁性体５１の裏面５１ｒに配置される。
同様に、第２磁石５６は、一点鎖線Ｂ１より方向ｂの側かつ一点鎖線Ｂ２より方向ａの側の第２磁性体５２の裏面５２ｒに配置され、第２磁性体５２を磁化する。言い換えると、第２磁石５６は、一点鎖線Ｂ１と一点鎖線Ｂ２との間の第２磁性体５２の裏面５２ｒに配置される。

固定接点４１ｃと可動接点３１ｃとの間で発生するアーク放電、および固定接点４１ｂと可動接点３１ｂとの間で発生するアーク放電の消弧のメカニズムについて説明する。
はじめに、固定接点４１ｃと可動接点３１ｃとの間で発生するアーク放電の消弧のメカニズムについて説明する。
一点鎖線Ｂ２の周辺から方向ｂの空間Ｓｓでは、実施の形態１のアーク消弧部５の一点鎖線Ｂの周辺から方向ｂの空間Ｓｓと同様な磁場を形成する。そのため、固定接点４１ｃと可動接点３１ｃとの間でアーク放電が発生した場合、このアーク放電は、方向ｂに延伸され消弧される。

つぎに、固定接点４１ｂと可動接点３１ｂとの間で発生するアーク放電の消弧のメカニズムについて説明する。
一点鎖線Ｂ１周辺から方向ａの空間Ｓｓでは、実施の形態１のアーク消弧部５の一点鎖線Ｂの周辺から方向ｂの空間Ｓｓの磁場を、一点鎖線Ｂを中心に線対称になる磁場を形成する。そのため、固定接点４１ｂと可動接点３１ｂとの間でアーク放電が発生した場合、このアーク放電は、方向ａに延伸され消弧される。

開閉装置１０２が閉状態から開状態に動作した時の場合について説明する。
開閉装置１０２が閉状態であり、固定接触子４ｂと固定接点４１ｃとの間に電圧が印加され、固定接触子４ｂから固定接点４１ｃの方向へ電流が流れているとする。
さらに、この状態で開閉装置１０２が閉状態から開状態に動作し、固定接点４１ｃと可動接点３１ｃとの間および固定接点４１ｂと可動接点３１ｂとの間に、それぞれアーク放電が発生するものとする。
固定接点４１ｃと可動接点３１ｃとの間で発生したアーク放電は、方向ｂに延伸され消弧される。同様に、固定接点４１ｂと可動接点３１ｂとの間で発生したアーク放電は、方向ａに延伸され消弧される。
すなわち、これらのアーク放電は、反対の方向に延伸されるので、交わることなく消弧される。

なお、実施の形態１と同様に、アーク放電を第１磁石５５と第２磁石５６とに、遠ざかる方向へ延伸し消弧するので、アーク放電に伴う熱により第１磁石５５と第２磁石５６との減磁を抑制することが可能となる。すなわち、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができ、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

実施の形態７．
本実施の形態７では、効率よく急速に消弧するために、消弧板５９ｃ、転流板８４、およびアークランナー（８３ｂ、８３ｃ）を備える形態を説明する。さらに、別の本実施の形態７では、消弧板５９ｃと異なる形状の消弧板５９ｄを備える形態を説明する。

図１９は、本実施の形態７の開閉装置が備えるアーク消弧部５ｊおよび周辺の断面図である。
さらに、図中の図１〜図１１と同一記号および同一符号は、実施の形態１と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。
なお、矢印で示す方向ｆは、方向ａ、方向ｂ、方向ｃ、および方向ｄに概ね垂直な方向を記し、矢印で示す方向ｆｒは、方向ｆと逆方向を示す。

図１９を参照して、アーク消弧部５ｊおよびその周辺の構成を説明する。
固定接触子４ｄの一端に配置された固定接点４１と、可動接触子３ｃの一端に配置された可動接点３１とで、一対の接点を構成する。第２側壁５８ｃは、矩形部５８ｃｇと、矩形部５８ｃｇに比べ方向ｆおよび方向ｆｒに広幅の広幅部５８ｃｗとで構成される。また、第２側壁５８ｃと概ね同形状の第１側壁５７ｃが、固定接点４１および可動接点３１を挟み、第２側壁５８ｃに対向する位置に配される（図示せず）。

さらに、導電性部材で構成されたアークランナー８３ｂは、アークランナー８３ｂの平板部８３ｂｆが概ね方向ｆと平行かつ概ね方向ｂに垂直なるように配される。なお、アークランナー８３ｂは、固定接触子４ｄに電気的に接続される。
同様に、導電性部材で構成されたアークランナー８３ｃは、アークランナー８３ｃの平板部８３ｃｆが概ね方向ｆｒと平行かつ概ね方向ｂに垂直なるように配される。なお、アークランナー８３ｃは、可動接触子３ｃに電気的に接続される。

また、アークランナー８３ｂとアークランナー８３ｃと間に隙間８３ｇを有し、隙間８３ｇは、第１側壁５７ｃと第２側壁５８ｃとの間に配置される。なお、後述するように、固定接点４１と可動接点３１との間で発生するアーク放電は、隙間８３ｇを通り方向ｂへ延伸される。
さらに、アーク放電の延伸方向（方向ｂ）に導電性の材質で構成された転流板８４が配される。また、転流板８４と、アークランナー８３ｂおよびアークランナー８３ｃとの間に、点線で囲まれた空間Ｓｅは、後述するようにアーク放電を拡張するために設けられる空間であり、空間Ｓｅの方向ｆ側および方向ｆｒ側に、多段に構成された消弧板５９ｂが配される。

つぎに、アーク放電の消弧過程について説明する。
接点が閉状態から開状態に動作する時に固定接点４１と可動接点３１との間でアーク放電が発生する。アーク放電は、方向ｂへ延伸され隙間８３ｇを通り空間Ｓｅに達する。同時に、固定接点４１のアーク放電の端部はアークランナー８３ｂに移動し、可動接点３１のアーク放電の端部はアークランナー８３ｃに移動する。

さらに、アーク放電が延伸し、方向ｆと方向ｆｒとの両方向へ拡張し消弧板５９ｂに接触しながら延伸する。さらに、アーク放電が転流板８４まで到達すると、転流板８４とアーク放電とが短絡し、転流板８４の内部の電路から生じる磁気作用によりアーク放電が急速に消弧板５９ｂで分割および冷却され、消弧に至る。

前述したように本実施の形態７によれば、アーク放電を急速に消弧することができる。さらに、実施の形態１と同様に、アーク放電に伴う熱による第１磁石と第２磁石との減磁を抑制することが可能となる。すなわち、開閉装置の開閉動作の回数を向上することができ、高い信頼性を備える開閉装置を提供することができる。

つぎに、前述した本実施の形態７とは、別の開閉装置が備えるアーク消弧部５ｋを説明する。
図２０は、アーク消弧部５ｋの断面図である。なお、図中の図１〜図１１、および図１９と同一記号および同一符号は、実施の形態１および前述した実施の形態７と同様あるいは同等品であるので、詳細な説明は省略する。

図２０を参照して、アーク消弧部５ｋおよび周辺を説明する。
第２側壁５８ｄは、矩形部５８ｄｇと、方向ｆ（および方向ｆｒ）の幅が方向ｂへ向かうにしたがい漸次縮小する形状の狭端形状部５８ｄｎとで構成される。また、第２側壁５８ｄと概ね同形状の第１側壁５７ｄが、固定接点４１および可動接点３１を挟み、第２側壁５８ｃに対向する位置に配される（図示せず）。

アーク放電を消弧過程する過程については、前述したアーク消弧部５ｊと同様である。さらに、第１側壁５７ｄおよび第２側壁５８ｄが、アーク放電の延伸（方向ｂ）へ向かうにしたがい漸次縮小する形状を備えることにより、アーク放電の延伸先においても磁束密度を高く維持することができるようになり、アーク放電を延伸する速度が高まり、速やかにアークは転流板まで移行することができる。
すなわち、アーク放電が消弧板で分割、冷却するまでの時間が短縮され、遮断の信頼性が向上する効果が得られる。

さらに、実施の形態１〜７では、第１の絶縁体および第２の絶縁体を耐熱性および絶縁性を有するセラミック等で形成されることを説明したが、第１の絶縁体および第の絶縁体は水素を含むポリマー樹脂で成形しても良い。
アーク放電が、第１の絶縁体あるいは第２の絶縁体と接触した時に、第１の絶縁体あるいは第２の絶縁体の表面の一部が気化し、熱伝導率の高い水素ガスが供給され、アーク放電の熱は、この水素ガスに拡散される。すなわち、このアーク放電が、冷却され消弧される効果を得られる。さらに、アーク消弧部の各部位および接点等の冷却が促進されるため、空間の絶縁回復が改善する効果も得られる。
なお、実施の形態２に記載のケース６１１およびケース６４１を、水素を含むポリマー樹脂で成形しても、第１の絶縁体および第の絶縁体は水素を含むポリマー樹脂する場合と同様な効果を得られる。

また、空間Ｓｓの幅Ｗｓを、アーク放電の延伸方向に向かって漸次拡大していくように第１側壁および第２側壁を構成しても良い。この構成によれば，第１の絶縁体あるいは第２の絶縁体から発生する水素ガスが、第１側壁および第２側壁に直交する方向に噴射されるため、アーク放電の伸長方向に水素ガスの対流が発生し、アーク放電を消弧する効果が得られる。

さらに、実施の形態１〜７では、第１磁性体および第２磁性体の厚さｔｍを、６ミリメートル以下とすることが望ましい。６ミリメートルよりも厚いｔｍの場合では、残留磁束密度が有限の磁石を用いた場合、磁性体内で形成される磁束密度が１テスラ以下まで低減し、アーク放電の発生位置付近の磁性体表面から漏出する磁束密度でアーク放電に十分なローレンツ力が作用できない場合がある。従って、上記磁性体の板厚を６ミリメートル以下に設定することで、磁性体表面から漏出する磁束密度の低下を抑制でき、遮断信頼性を高めることができる
また、第１磁性体および第２磁性体の厚さｔｍをアーク放電の発生位置よりこのアーク放電の延伸方向に向かって漸次縮小しても良い。この構成によれば、アーク放電の延伸先においても第１磁性体および第２磁性体の内部の磁束を集中させることができるため、第１磁性体および第２磁性体から漏出する磁束密度を高く維持でき、遮断信頼性を高めることができる。

さらに、実施の形態２〜７では、第１磁石の着磁方向を矢印Ｍ１の方向、および第２磁石の着磁方向を矢印Ｍ２の方向のみ場合のみ説明したが、第１磁石の着磁方向を矢印Ｍ１ｒの方向、および第２磁石の着磁方向を矢印Ｍ２ｒの方向として良い。
なお、この場合、実施の形態２の誘引用磁石６１および誘引用磁石６２の着磁方向を矢印Ｍａの逆方向とする必要がある。

なお、実施の形態１〜７では、第１磁石、第２磁石、および第３磁石を永久磁石である場合について、本発明の効果をアーク放電に伴う熱による第１磁石、第２磁石よび第３磁石との減磁を抑制することが可能となることを説明した。第１磁石、第２磁石よび第３磁石が電磁石の場合でも、アーク放電に伴う熱による第１磁石、第２磁石よび第３磁石が電磁石の損傷を抑止することが可能である。

さらに、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせた
り、各実施の形態を適宜変更、省略することが可能である。

なお、実施の形態１〜７に記す第１磁性体は、特許請求の範囲に記す第１の磁性体の例示である。同様に、第１絶縁体は、特許請求の範囲に記す第１の絶縁体の例示であり、第１側壁は、特許請求の範囲に記す第１の側壁の例示であり、第２磁性体は、特許請求の範囲に記す第２の磁性体の例示であり、第２絶縁体は、特許請求の範囲に記す第２の絶縁体の例示であり、第２側壁は、特許請求の範囲に記す第２の側壁の例示であり、第３磁性体は、特許請求の範囲に記す第３の磁性体の例示である。
さらに、第１磁石、第２磁石、および第３磁石は、特許請求の範囲に記す磁場形成用磁石の例示である。また、第１磁石は、特許請求の範囲に記す第１の磁石の例示であり、第２磁石は、特許請求の範囲に記す第２の磁石の例示であり、第３磁石は、特許請求の範囲に記す第３の磁石の例示であり、曲部５１ｂｃは、特許請求の範囲に記す第１の曲部の例示であり、曲部５２ｂｃは、特許請求の範囲に記す第２の曲部の例示である。
また、可動接点と固定接点とは、特許請求の範囲に記す一対の接点の例示であり、可動接触子と固定接触子とは、特許請求の範囲に記す開閉機構の例示である。

３、３ｂ、３ｃ可動接触子、４、４ｂ、４ｃ固定接触子、３１、３１ｂ、３１ｃ可動接点、４１、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ固定接点、５１、５１ｂ第１磁性体、５１ｂｃ曲部、５２、５２ｂ第２磁性体、５２ｂｃ曲部、５３第１絶縁体、５４第２絶縁体、５５、５５ｒ第１磁石、５６、５６ｒ第２磁石、５７、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ第１側壁、５８、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ第２側壁、５９、５９ｂ消弧板、６１、６２誘引用磁石、６３誘引用磁性体、６４誘引棒、７１第３磁性体、１００、１０１、１０２開閉装置。

Claims

開閉自在の一対の接点を有する開閉機構と、
板状の第１の磁性体と前記第１の磁性体の一方の主面の側に表面と反対側の面を向け配置される板状の第１の絶縁体とを有し、前記一対の接点の開閉方向の側方に、前記第１の絶縁体の前記表面を向け配置される第１の側壁と、
板状の第２の磁性体と前記第２の磁性体の一方の主面の側に表面と反対側の面を向け配置される板状の第２の絶縁体とを有し、前記一対の接点を挟み、前記第１の絶縁体の前記表面と前記第２の絶縁体の前記表面とが対向するように配置される第２の側壁と、
前記第１の側壁と前記第２の側壁とに沿う方向のうち、前記一対の接点の位置から一方の方向の側のみに配置され、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体とを磁化し、前記第１の側壁と前記第２の側壁とに挟まれる空間に磁場を形成する磁場形成用磁石とを備え、
前記磁場形成用磁石の磁力により、前記一対の接点の位置では、前記一方の方向の反対方向へ磁力線が形成され、かつ前記第１の絶縁体の表面では、前記第１の磁性体から前記第１の絶縁体の方向へ磁力線が形成され、かつ前記第２の絶縁体の表面では、前記第２の磁性体から前記第２の絶縁体の方向へ磁力線が形成される、あるいは、前記磁場形成用磁石の磁力により、前記一対の接点の位置では、前記一方の方向へ磁力線が形成され、かつ前記第１の絶縁体の表面では、前記第１の絶縁体から前記第１の磁性体の方向へ磁力線が形成され、かつ前記第２の絶縁体の表面では、前記第２の絶縁体から前記第２の磁性体の方向へ磁力線が形成される
ことを特徴とする開閉装置。
前記磁場形成用磁石は、前記第１の磁性体のもう一方の主面に接続される第１の磁石と、前記第２の磁性体のもう一方の主面に接続される第２の磁石とである
ことを特徴とする請求項１に記載の開閉装置。
一方の主面を前記一方の方向の反対方向に向け、前記第１の磁性体の前記一方の側と前記第２の磁性体の前記一方の側とに接続される第３の磁性体と、
前記第３の磁性体のもう一方の主面に接続される前記磁場形成用磁石である第３の磁石とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉装置。
２組の前記一対の接点を有し、
前記２組の前記一対の接点の一方と前記２組の前記一対の接点のもう一方は接続され、
前記一方の一対の接点が開状態から閉状態へ動作する場合、前記もう一方の一対の接点は開状態から閉状態へ動作し、
前記一方の一対の接点が閉状態から開状態へ動作する場合、前記もう一方の一対の接点は閉状態から開状態へ動作する
請求項１または請求項２に記載の開閉装置。
前記一方の一対の接点が閉状態から開状態へ動作する場合、前記もう一方の一対の接点は前記一方の方向の反対方向に、複数の板状の消弧板を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記一方の方向の反対方向に、誘引用磁石を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記一方の方向の反対方向に、誘引用磁石と前記誘引用磁石の前記一方の方向の主面に棒状の磁性体とを有する誘引棒を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第２の磁性体は、前記一方の方向の反対方向の側に、前記第２の磁性体のもう一方の主面の側に曲がる第２の曲部を有し、前記第２の磁性体の前記第２の曲部の先の端部の位置が、前記第２の曲部の位置より、前記磁場形成用磁石に近い
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の磁性体は、前記一方の方向の反対方向の側に向かい、前記第１の磁性体の厚さが縮小し、
前記第２の磁性体は、前記一方の方向の反対方向の側に向かい、前記第２の磁性体の厚さが縮小する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の側壁は、前記一方の方向の反対方向の側に、前記一方の方向に比べ幅が広い第１の広幅部を有し、
前記第２の側壁は、前記一方の方向の反対方向の側に、前記一方の方向に比べ幅が広い第２の広幅部を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の側壁は、前記一方の方向の反対方向の側に、前記第１の側壁の幅が縮小する形状の第１の狭幅形状部を有し、
前記第２の側壁は、前記一方の方向の反対方向の側に、前記第２の側壁の幅が縮小する形状の第２の狭幅形状部を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の側壁と前記第２の側壁との間隔が、前記一方の方向の反対方向の側に向かい、
拡大する
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の磁性体と前記第２の磁性体とが、鉄、コバルト、およびニッケルのいずれかで
構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の磁性体の厚さと前記第２の磁性体の厚さとが、６ミリメートル以下である
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の絶縁体と前記第２の絶縁体とが、セラミックで構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記第１の絶縁体と前記第２の絶縁体とが、水素を含むポリマー樹脂で構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記磁場形成用磁石が、永久磁石で構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の開閉装置。
前記磁場形成用磁石が、電磁石で構成される
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の開閉装置。