JPH11339581A - 開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、遮断性能が優れた開閉器の提供を
目的とする。 【解決手段】 固定接点を有する固定接触子と、前記固
定接点に接離させる可動接点を有する可動接触子と、前
記固定接点と可動接点の間に発生するアークを消弧する
消弧曲片を有する金属消弧板と、前記固定接触子に設け
られたアークランナとを備えた開閉器において、上記消
弧曲片の幅と前記アークランナの幅とが異なるように構
成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電流を開閉する開
閉器に関し、特にその消弧機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、例えば特公平２−６１７０号
公報に示された従来の開閉器の部分断面図である。図１
４中の符号１は樹脂で形成された取り付け台、２はこの
取り付け台１に設置されケイ素鋼板が積層された固定鉄
心、３は固定鉄心２に対向配置されケイ素鋼板が積層さ
れた可動鉄心、４は可動鉄心３と固定鉄心２とを引き外
しばね（図示せず）に抗して吸着させる駆動力を付与す
る操作コイル、５は樹脂で成形され角窓を有するクロス
バーで、その下端では可動鉄心３を保持している。又、
符号６は上記クロスバー５の角窓に挿入されて押しばね
７により保持されている可動接触子、６Ａは可動接触子
６に接合された可動接点、８は上記可動接点６Ａと接離
する固定接点８Ａが接合された固定接触子、８Ｃはこの
固定接触子８の端子部を示す。又、符号９は開閉器本体
を外部回路と接続するための端子ねじ、１０は固定接触
子８を取り付けるベ−ス、１１はア−クカバー、１２は
接点間に発生するア−クである。

【０００３】次に動作について説明する。操作コイル４
に流れる電流を遮断すると、図示されていない引き外し
ばねにより可動鉄心３が固定鉄心２より引き離され、可
動接点６Ａが固定接点８Ａから離れ、可動接点６Ａと固
定接点８Ａとの間にア−ク１２が発生する。このアーク
１２は交流電流の電流零点で消滅し、電流が遮断され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１４に示
された従来の開閉器では、図に示すように、可動接触子
６に流れる電流が作る磁場による駆動力Ｆ２と固定接触
子８に流れる電流が作る磁場による駆動力Ｆ１とがほぼ
等しくなり、可動接点６Ａと固定接点８Ａとの間に発生
するアークが遮断完了されるまで可動接点６Ａと固定接
点８Ａとの間に形成されたままとなるので、そこでの接
点消耗が甚だ多いという問題があった。又、このような
状態下ではアークが十分に冷却されないので、遮断性能
が著しく劣るという問題もあった。

【０００５】このような問題点を改善するため、図１５
に示すような改良型開閉器（特公平２−６１７０参照）
が提案されている。この改良型開閉器では、図１６に示
すように、固定接触子８に当該固定接触子の延在部分の
一部を切り起こして形成された切り起こしアークランナ
８Ｂ（以下、単にアークランナともいう）が、図１５に
示すように、可動接点６Ａ側へ向けて突出するように設
けられている。

【０００６】再び図１６において、図中の符号８Ｂは切
り起こされたアークランナ、８Ｄは切り起こされたアー
クランナ８Ｂが抜けた跡の固定接触子８の延在部分に残
された切り欠き部、８Ｅはアークランナ８Ｂの近傍の切
り欠き部８Ｄの両側に形成される固定接触子８の電流流
通部である。図示のように、固定接触子８の端子部８Ｃ
からアーク１２へと流入する電流Ｉは、アークランナ８
の切り欠き部８Ｄの両側に細く残された固定接触子８の
延在部分である２つの電流流通部８Ｅに分かれて流れ
る。この電流を符号Ｉ１Ａと符号Ｉ１Ｂとで示す。この
電流Ｉ１Ａと電流Ｉ１Ｂとが固定接点８Ａ上に形成され
たアーク１２へと流入する。一方の電流Ｉ１Ａが作る磁
場によるアーク駆動力が図示のＦ１Ａ、他方の電流Ｉ１
Ｂが作る磁場によるアーク駆動力が図示のＦ１Ｂであ
り、これらの合力が図示のＦ１である。このように、接
点間に発生したアーク１２には電流Ｉ１ＡとＩ１Ｂとが
流入するので、固定接触子８に流れる電流が作る磁場に
よるアーク駆動力Ｆ１は、可動接触子６に流れる電流が
作る磁場によるアーク駆動力Ｆ２より小さくなる。従っ
て、アーク１２はアークランナ８Ｂ側へと駆動され、図
１７に示すようにアーク１２はアークランナ８Ｂに転移
する。

【０００７】転移後のアーク１２は、アークランナ８Ｂ
に流れる電流が作る磁場によって駆動され、アークラン
ナ８Ｂ上を走行しつつ、遂には電流が遮断される。この
ようにアーク１２が走行すると、アーク１２が周囲の空
気とアークランナ８Ｂとによって冷却されるので遮断性
能は向上するが、しかし、アーク１２の冷却はなお不十
分であるので、遮断電流が大きくなると、遮断不能を起
こしてしまう。

【０００８】この遮断性能を高めるため、図１８に示す
ように、消弧直片１３Ｇが形成された鉄板製の金属消弧
板１３が設けられていた。図１９はこの消弧直片１３Ｇ
を有する金属消弧板１３の斜視図である。再び図１８に
おいて、接点間に発生したアーク１２は、金属消弧板１
３の消弧直片１３Ｇに吸引されて図示の１２Ａのように
なり、消弧直片１３Ｇに至って２つのアーク１２Ｂとア
ーク１２Ｃとに分断される。このアーク１２Ｂとアーク
１２Ｃとは消弧直片１３Ｇ及び金属消弧板１３に熱を奪
われて冷却されるので、遮断性能は向上するが、しか
し、この改良型開閉器では、消弧直片１３Ｇの幅とアー
クランナ８Ｂとの幅が同等に形成されている上、アーク
１２Ｃの一端が消弧直片１３Ｇの下端エッジに形成され
てしまうので、大きな遮断性能の向上が得られなかっ
た。

【０００９】そこで、更に工夫された特公平５−８６０
０９号公報に示された再改良型開閉器が提案されてい
る。この再改良型開閉器の構造を図２０に示す。この再
改良型開閉器では、消弧直片１３Ｇの下端部が折り返さ
れて従来の下端エッジがＵターンして反対方向へ逃がさ
れ、滑らかな曲面部の外面にアーク１２Ｃの一方の足が
転移するように形成されている。以下、この曲面部が形
成された消弧片を消弧曲片１３Ｂという。図２１はこの
消弧曲片１３Ｂが形成された金属消弧板１３の斜視図で
ある。図２１において、アーク１２Ｃの一端は金属消弧
板１３の消弧曲片１３Ｂに形成されて、電流が遮断され
る。この場合、アーク１２Ｃの一端が消弧曲片１３Ｂに
おいて、表面電界強度が低い滑らかな曲面部分に形成さ
れるので、図１８に示す従前の開閉器と較べると、小電
流の遮断についてはそれなりの遮断性能が得られるが、
大電流の遮断については遮断性能が不足し、遮断不能の
事態が多々発生していた。

【００１０】そこで、大電流に対する遮断性能を高める
ためには、図１５に示すアークランナと図２０に示す消
弧曲片１３Ｂが形成された金属消弧板１３の両方を用い
ることが考えられる。その構成を図２２に示す。又、消
弧曲片１３Ｂを有する金属消弧板１３とアークランナ８
Ｂとの構成の斜視図を図２３に示す。しかし、これでも
なお、弧曲片１３Ｂの幅とアークランナ８Ｂとの幅が同
等に形成されている限り、この図２３に示すようにアー
ク１２Ｃの足は、消弧曲片１３Ｂの滑らかな曲面部分で
ある下端エッジ１３Ｇとアークランナのエッジ８Ｆとに
形成されるので、優れた遮断性能を得ることができな
い。本発明は、かかる問題を解決し、遮断性能に優れた
開閉器の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、研究と実験と
を重ねて来た結果、上記でも度々言及してきたように、
消弧直片１３Ｇや消弧曲片１３Ｂ等の幅とアークランナ
８Ｂの幅とが同等に形成されていることが遮断性能アッ
プの大きな阻害要因の一つであることを見出したことに
基づくものである。

【００１２】請求項１の発明は、固定接点を有する固定
接触子と、固定接点に接離させる可動接点を有する可動
接触子と、固定接点と可動接点の間に発生するアークを
消弧する消弧曲片を有する金属消弧板と、固定接触子に
設けられたアークランナとを備えた開閉器において、消
弧曲片の幅とアークランナの幅とが異なるように構成さ
れたことを特徴とする。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載の開閉
器において、消弧曲片の幅が前記アークランナの幅より
大きくなるように構成されたことを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１に記載の開閉
器において、消弧曲片の幅が前記アークランナの幅より
小さくなるように構成されたことを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の開閉器において、金属消弧板にホッ
トガスを逃がす抜け穴が設けられたことを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の開閉器において、固定接触子には当
該固定接触子に生ずるアーク駆動力を低減させる段差部
が設けられたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．実施の形態１は、
請求項１の発明の一形態である請求項２の発明の実施形
態を示すもので、固定接点８Ａを有する固定接触子８
と、固定接点８Ａに接離させる可動接点６Ａを有する可
動接触子６と、固定接点８Ａと可動接点６Ａとの間に発
生するアーク１２を消弧する消弧曲片１３Ｂを有する金
属消弧板１３と、固定接触子８に設けられたアークラン
ナ８Ｂとを備えた開閉器において、消弧曲片１３Ｂの幅
をアークランナ８Ｂの幅より大きく形成することで、両
者の幅を異ならしめたものである。以下、これを詳述す
る。尚、図示１４乃至図２３と共通若しくは相応する部
分には同一符号を用い、その説明を省略する。

【００１８】図１において、金属消弧板１３の消弧曲片
１３Ｂは、その下端部が金属消弧板１３の外側方向へ向
けて滑らかな曲面を描くようにＵ字状に折り返された形
状に形成されている。他方、固定接触子８のアークラン
ナ８Ｂは、固定接触子８の帯状に延在させられている幅
中央の一部が、長さ方向に倒Ｌ字状に切り起こされ、固
定子接触子８の延在部分よりは可動接点６Ａに近い高さ
位置を保ちつつ、この例では、固定接触子８とほぼ平行
に延在するよう形成されている。このアークランナ８Ｂ
の延在先端側の上方に、上記消弧曲片１３ＢのＵ字状の
曲面部が位置するように設定されている。そして、この
金属消弧板１３の消弧曲片１３Ｂの幅、即ちＵ字状の曲
面部の底の幅Ｗ１が、アークランナ８Ｂの幅Ｗ２より大
きくなるように構成されている。

【００１９】このように構成すると、アーク１２Ｃの一
端、即ち一方の足がアークランナ８Ｂのエッジ部８Ｆに
形成されたとしても、アーク１２Ｃの他端、即ち他方の
足が消弧曲片１３Ｂの滑らかな曲面部である低電界部に
形成されるので、従来に較べ格段に優れた遮断性能が得
られる。又、この実施形態では、アーク１２が最終的に
形成される位置が幅の小さいアークランナ８Ｂ位置に限
定されて、アーク１２の発生から消弧されるまで、消弧
室の中央部にアーク１２の移動範囲が限定されるので、
消弧室側璧から離れた位置にアーク１２を限定的に止め
ることができ、遮断時におけるアーク熱による消弧室側
璧の熱損傷を低減することができる。従って又、繰り返
し開閉寿命を伸長できる。

【００２０】実施の形態２．実施の形態２は、請求項１
の発明の今一つの実施の形態である請求項３の発明の実
施形態を示すもので、固定接点８Ａを有する固定接触子
８と、固定接点８Ａに接離させる可動接点６Ａを有する
可動接触子６と、固定接点８Ａと可動接点６Ａの間に発
生するアーク１２を消弧する消弧曲片１３Ｂを有する金
属消弧板１３と、固定接触子８に設けられたアークラン
ナ８Ｂとを備えた開閉器において、消弧曲片１３Ｂの幅
が前記アークランナ８Ｂの幅より小さくなるように形成
することで、両者の幅を異ならしめたものである。以
下、これを詳述する。尚、上記実施形態と共通若しくは
相応する部分には同一符号を用い、その説明を省略す
る。

【００２１】図２において、金属消弧板１３の下端が折
り返されて消弧曲片１３Ｂが設けられていることや、固
定接触子８に切り起こされたアークランナ８Ｂ等が設け
られていることを始とする全体の構成は、上記実施の形
態１と同様である。異なるのは、消弧曲片の幅がアーク
ランナの幅より小さく形成して、両者の幅を異ならしめ
ていることである。

【００２２】このように、消弧曲片１３Ｂの幅Ｗ１をア
ークランナ８Ｂの幅Ｗ２より小さく構成すると、仮に、
アーク１２Ｃの一端が消弧曲片１３Ｂのエッジ部に形成
されたとしても、アーク１２Ｃの他端がアークランナ８
Ｂの平らな平坦部である低電界部に形成されるので、従
来に較べて格段に優れた遮断性能が得られる。又、この
実施形態においても、アーク１２が最終的に形成される
位置が幅の小さい消弧曲片１３Ｂの曲面部の位置に限定
されて、アーク１２の発生から消弧されるまで、消弧室
の中央部にアーク１２の移動範囲が限定されるので、消
弧室側璧から離れた位置にアーク１２を限定的に止める
ことができ、遮断時におけるアーク熱による消弧室側璧
の熱損傷を大幅に低減することができる。従って又、繰
り返し開閉寿命を伸長できる。

【００２３】実施の形態３．実施の形態３は、請求項１
の発明において、金属消弧板１３にホットガスを逃がす
抜け穴を設けた構成のものである。図３は、この実施形
態を示すもので、請求項２の発明の実施形態で示した図
１における金属消弧板１３の例において、この金属消弧
板１３に抜け穴１３Ｈを設けたものである。尚、上記実
施の形態と共通若しくは相応する部分には同一符号を用
い、その説明を省略する。

【００２４】図３において、図示の例では、アークによ
って加熱されたホットガスが速やかに逃げ出すに最も最
適な位置として、金属消弧板１３の消弧曲片１３Ｂより
上方の部位に抜け穴１３Ｈが設けられている。抜け穴１
３Ｈの径や穴の形状及びその設定部位等は、ホットガス
の発生位置や発生量に応じて適当に設定すればよい。

【００２５】このようにして金属消弧板１３に抜け穴１
３Ｈを設けた構成にすると、遮断時に発生するアーク１
２によって加熱されたホットガスがこの抜け穴１３Ｈを
通過して、金属消弧板１３に囲まれた空域から逃げ出
す。このホットガスは高温であり、電子やイオンが周囲
よりも多く含まれているので、ホットガスの通り道とな
るこの抜け穴１３Ｈの部分にアーク１２Ｃの足が形成さ
れ易くなり、これで接点間に発生したアーク１２を容易
に分断することができる。その結果、アーク１２Ｃは金
属消弧板１３に熱を奪われ比較的速やかに冷却される。
従って、実施の形態１や２をそれぞれ単独にて実施する
場合に較べて、遮断性能を格段に向上させることができ
る。

【００２６】実施の形態４．この実施形態は、請求項１
乃至請求項３のいずれかの発明において、更に、延在す
る固定接触子８の適当部位に、接点間に発生したアーク
１２の速やかな移動を促すため、当該固定接触子８に生
ずるアーク駆動力を低減させる段差部８Ｋを設けたもの
である。尚、上記実施の形態と共通若しくは相応する部
分には同一符号を用い、その説明を省略する。図４にお
いて、段差部８Ｋは固定接点８Ａの近傍の固定接触子８
の延在部分に設けられ、形成される段差の方向は、接点
間に発生したアーク１２を速やかにアークランナ８Ｂへ
と向かわせるため、アークランナ８Ｂの固定接触子８と
の接続部位付近や固定接触子８の延在部から遠ざかる方
向へ向かうように形成されている。

【００２７】固定接触子８にこのような段差部８Ｋを設
けると、固定接触子８に流れる電流が作る磁場によるア
ーク駆動力を大幅に低減できるので、相対的に、接点間
に発生したアーク１２をアークランナ８Ｂ側に駆動する
力が強化されることになり、アーク１２の移動が速やか
に行われるので、遮断性能を格段に向上させることがで
きる。

【００２８】尚、アークランナ８Ｂとの関係における固
定接触子８の段差部８Ｋの形状やその設定部位は、上記
の技術思想に基づくものであるから、その具体的形態
は、勿論、図４に示す形態に限らない。例えば、図５、
図６に示す形態のように、固定接触子８に段差部８Ｋを
設けた上で、更にアークランナ８Ｂをその先端側に行く
ほど固定接触子８との間隔が拡大するように形成しても
よい。又、図７乃至図９に示す形態のように、アークラ
ンナ８Ｂを固定接触子８との接続部の水準において位水
平に維持したまま延在させ、固定接触子８の方の延在部
を一段下げた段差部８Ｋの下位の位置を維持させたまま
アークランナ８Ｂと平行させた構成としてもよい。尚、
この３つの図示の形態は、固定接点８Ａとの関係におけ
る設定位置を異ならしめた例である。又、図１０乃至１
２に示す形態は、アークランナ８Ｂをその先端側に行く
ほど固定接触子８との間隔が拡大するように形成したも
ので、併せて、上記の図７乃至図９の３つの例と同様
に、固定接点８Ａとの関係における設定位置を異ならし
めた例である。

【００２９】上記した本発明はいずれも、可動接点６Ａ
が図１３に示すように１つ設けられた開閉器にも適用す
ることができ、同様な作用効果を発揮する。尚、図中の
符号１４は可動接触子６の回動中心を示す。

【００３０】

【発明の効果】請求項１乃至３の発明によれば、消弧曲
片の幅と前記アークランナの幅とが異なるように構成さ
れたことにより、アークが金属消弧板の低電界部である
消弧曲片の曲面部、或いは又、アークランナの停電界部
である平坦部に形成されるので、大電流に対する遮断性
能を格段に向上させることができ、遮断性能に優れた開
閉器を提供することができる。

【００３１】請求項４の発明によれば、上記請求項１乃
至３の発明による作用効果に加えて、金属消弧板にホッ
トガスの通過する抜け穴を設けたことで、アークを極め
て容易かつ速やかに分断し、消弧することができるの
で、遮断性能を格段に向上させることができる。

【００３２】請求項５の発明によれば、固定接触子に段
差部を設けたことにより、接点間に発生したアークの移
動に対して悪影響を及ぼす固定接触子に生ずるアーク駆
動力を低減することができるので、相対的に、アークラ
ンナ側に生ずるアーク駆動力を強化、助長することとな
って、アークに対する本来の磁気駆動力が著しく強化さ
れ、遮断性能を更に一段と向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１による開閉器の要部を示す図で
ある。

【図２】 実施の形態２による開閉器の要部を示す図で
ある。

【図３】 実施の形態３による開閉器の要部を示す図で
ある。

【図４】 実施の形態４による開閉器の要部を示す図で
ある。

【図５】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部を
示す図である。

【図６】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部を
示す図である。

【図７】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部を
示す図である。

【図８】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部を
示す図である。

【図９】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部を
示す図である。

【図１０】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部
を示す図である。

【図１１】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部
を示す図である。

【図１２】 実施の形態４による開閉器の変形例の要部
を示す図である。

【図１３】 一つの可動接点を備えた開閉器の要部を示
す図である。

【図１４】 従来の開閉器の一部断面を示す図である。

【図１５】 従来の開閉器の一部断面を示す図である。

【図１６】 従来の開閉器の要部を示す図である。

【図１７】 従来の開閉器の動作を示す図である。

【図１８】 従来の開閉器の一部断面を示す図である。

【図１９】 従来の開閉器の要部を示す図である。

【図２０】 従来の開閉器の一部断面を示す図である。

【図２１】 従来の開閉器の要部を示す図である。

【図２２】 従来の開閉器の一部断面を示す図である。

【図２３】 従来の開閉器の要部を示す図である。

【符号の説明】

２ 固定鉄心、３ 可動鉄心、４操作コイル、５ クロ
スバー、６ 可動接触子、６Ａ 可動接点、８ 固定
接触子、８Ａ 固定接点、８Ｂ アークランナ、８Ｋ
段差部、１１ アークカバー、１２ アーク、１３
金属消弧板、１３Ａ 消弧直片１３Ｂ 消弧曲片、１３
Ｃ 切り欠き部、１３Ｅ 第２の片、１３Ｈ 抜け穴。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定接点を有する固定接触子と、前記固
   定接点に接離させる可動接点を有する可動接触子と、前
   記固定接点と可動接点との間に発生するアークを消弧す
   る消弧曲片を有する金属消弧板と、前記固定接触子に設
   けられたアークランナとを備えた開閉器において、 上記消弧曲片の幅と前記アークランナの幅とが異なるよ
   うに構成されたことを特徴とする開閉器。
2. 【請求項２】 消弧曲片の幅が前記アークランナの幅よ
   り大きくなるように構成されたことを特徴とする請求項
   １に記載の開閉器。
3. 【請求項３】 消弧曲片の幅が前記アークランナの幅よ
   り小さくなるように構成されたことを特徴とする請求項
   １に記載の開閉器。
4. 【請求項４】 金属消弧板にホットガスを逃がす抜け穴
   が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の
   いずれかに記載の開閉器。
5. 【請求項５】 固定接触子には当該固定接触子に生ずる
   アーク駆動力を低減させる段差部が設けられたことを特
   徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の開閉
   器。