JP2009181940A - 開閉器の接点構造 - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘って消弧性能を保持し、円滑に開閉出来る開閉器の接点構造を提供して前記課題を解決するものである。
【解決手段】消弧性ガス発生部材から成る筒状の消弧室２０と、消弧室２０内に摺動自在な、消弧性ガス発生部材から成る消弧棒１２とで細隙部を形成し、可動電極３と固定電極４との離脱時に両電極の間で発生するアークを、細隙部に導き、消弧室２０及び消弧棒１２から発生する高圧消弧性ガスによりアークを消弧する構成において、消弧室２０及び消弧棒１２を、各中心軸を中心に回転自在に支持して設け、消弧室２０及び消弧棒１２の、高圧消弧性ガスの噴流通路に面した位置に風車部２２、２３を設け、高圧消弧性ガスの噴流が風車部２２、２３に当たって、消弧室２０及び消弧棒１２が回転する構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、高圧回路の開閉器であって、特に、チューリップ型の開閉器の接点構造に関するものである。

開閉器における接点部としては、各種のものが有るが、固定電極側にいわゆるチューリップ型の接点部を有するものがある。このチューリップ型の接点部は、固定電極側導体に設けた円柱体又は筒状体の外周に、複数の接触子を環状に設けて、前記複数の接触子の外周面にコイルバネを被覆してチューリップ型の固定電極を形成し、このチューリップ型の固定電極の内部に、棒状の可動電極を挿入、引き抜くことにより回路の開閉を行っている。

これらの前記チューリップ型の接点部においては、前記固定電極の外周及び先端に筒状の消弧室を被せており、また、前記可動電極の先端部は消弧棒と成っており、可動電極を引き抜く際にこれらにより、当該接点部は細隙消弧機能を有するものと成っている。

この様な細隙消弧機能を有する開閉器は、可動電極を固定電極から引き抜く際に生じるアークを、ユリア樹脂等により作られた消弧室と消弧棒とで構成する細隙部に引き伸ばしながら導き、この細隙部を構成する消弧室と消弧棒からの分解ガス、即ち高圧消弧性ガスの吹きつけ、冷却、圧力効果等により消弧するようにしたものである。

しかし、前記細隙消弧によりアークは消滅するが、アークが発生した消弧棒や消弧室はその全長にわたって炭化（汚損）される。また、このアークの発生箇所はほぼ一箇所に特定される傾向がある。そのため、開閉回数を重ねたり、大きな負荷過電流を開閉すると図１２に示すように、消弧棒３１の外周の一部や消弧室３２の内周の一部のみが溶損し、当該箇所の溶損３３が激しくなれば細隙消弧機能が損なわれる。

これに対して、特許文献１のように、負荷開閉時の細隙部の絶縁低下に伴う再点弧の問題を解決して多数回或いは大電流定格の負荷開閉が確実かつ安定して行えるようにしたものがある。これは、前記細隙部を形成する消弧室の内周壁及び消弧棒の外周面の双方に、多数のリング状の絶縁部を、軸方向に適宜間隔を有して設けたものである。この場合、汚損が非連続状態になるため、細隙部における絶縁が確保され、それにより安定した状態で負荷開閉が出来る。

しかしながら、前記特許文献１のものは、前記細隙部を形成する消弧室の内周壁及び消弧棒の外周面の双方に、多数のリング状の絶縁部を、軸方向に適宜間隔をあけて設けなければならず、極めて製造が複雑となる。また、前記細隙部におけるアークの発生は、一箇所に集中して発生する傾向があるため、間に絶縁部を有する消弧室の内周壁及び消弧棒の外周面は依然として一個所が溶損される。従って、長期に亘って細隙消弧機能を保持するには限度が有る。
特開平１１−１８５５７３号公報

この発明は、この様な状況を改善するために為されたもので、消弧室及び消弧棒とで細隙部を形成する可動電極と固定電極間の離脱時に両電極間で発生するアークを、この細隙部に導くとともに消弧室及び消弧棒から発生する高圧消弧性ガスにより前記アークを消弧するようにしたものにおいて、長期に亘って細隙消弧機能を保持し、円滑に開閉出来る開閉器の接点構造を提供して前記課題を解決するものである。

請求項１の発明は、消弧性ガス発生部材から成る筒状の消弧室と、この消弧室内に摺動自在な、消弧性ガス発生部材から成る消弧棒とで細隙部を形成し、可動電極と固定電極との離脱時に両電極の間で発生するアークを、この細隙部に導き、前記消弧室及び消弧棒から発生する高圧消弧性ガスにより前記アークを消弧する構成において、前記消弧室又は消弧棒の少なくとも一つを、各中心軸を中心に回転自在に支持して設け、前記回転自在に支持した消弧室又は消弧棒の、前記高圧消弧性ガスの噴流通路に面した位置に風受け部を設け、前記高圧消弧性ガスの噴流が前記風受け部に当たって、前記回転自在に支持した消弧室又は消弧棒が回転する構成とした開閉器の接点構造とした。

請求項２の発明は、前記消弧室及び消弧棒の双方を、各中心軸を中心に回転自在に支持して設け、前記消弧室及び消弧棒の、前記高圧消弧性ガスの噴流通路に面した位置に風受け部を夫々設け、前記高圧消弧性ガスの噴流が前記各風受け部に当たって、前記消弧室及び消弧棒が回転する構成とした前記請求項１に記載の開閉器の接点構造とした。

請求項３の発明は、前記風受け部が、消弧室及び消弧棒が相互に逆回転するように設けた前記請求項２に記載の開閉器の接点構造とした。請求項４の発明は、前記風受け部が消弧室及び消弧棒の先端面に設けられている前記請求項１、２又は３の何れかに記載の開閉器の接点構造とした。また、請求項５の発明は、前記風受け部は、消弧室又は消弧棒に風車状に連続して設けられている前記請求項１、２、３又は４の何れかに記載の開閉器の接点構造とした。

請求項１の発明によれば、閉じられた状態の接点部で可動電極を固定電極から離脱する際に、当該固定電極の消弧室の内側から外側へ吹き抜ける強力な高圧消弧性ガスで、前記風受け部を設けた消弧室又は消弧棒を回転させ、前記高圧消弧性ガスが発生する毎に前記消弧室又は消弧棒の位置を変えることが出来るので、固定電極又は可動電極との間でアークが発生しても、長期に亘って、細隙消弧機能を保持することが出来る。

また、前記強力な高圧消弧性ガスの発生毎に、前記消弧室又は消弧棒を回転させることが出来るので、アークによる溶損を低く抑えることが出来、その結果、細隙消弧装置である消弧室及び消弧棒を夫々短くすることが出来る。

請求項２の発明によれば、固定電極から可動電極を離脱する毎にアークが発生するが、消弧室と消弧棒は、同方向の回転であっても、夫々の重さ等による回転幅は異なる。それ故、消弧室と消弧棒のアークによる溶損位置は回転によりずれる可能性が高い。従って、長期に亘って、細隙消弧機能を保持することが出来る。

請求項３の発明によれば、消弧室及び消弧棒が相互に逆回転するように設けたので、前記アークによる前記強力な高圧消弧性ガスの発生毎に、前記消弧室又は消弧棒は逆方向に回転し、消弧室と消弧棒のアークによる溶損位置は確実にずれる。従って、より長期に亘って、細隙消弧機能を保持することが出来る。

請求項４の発明によれば、前記風受け部が消弧室及び消弧棒の先端面に設けられているので、噴流する強力な高圧消弧性ガスの影響を受けて当該風受け部が回転し易く、より長期に亘って、細隙消弧機能を保持することが出来る。

また、請求項５の発明によれば、前記風受け部は、消弧室又は消弧棒に風車状に連続して設けたので、可動電極が固定電極から離脱する際、噴流する強力な高圧消弧性ガスの影響を受けて当該風受け部が回転し易く、より長期に亘って、細隙消弧機能を保持することが出来る。

消弧性ガス発生部材から成る筒状の消弧室と、この消弧室内に摺動自在な、消弧性ガス発生部材から成る消弧棒とで細隙部を形成し、可動電極と固定電極との離脱時に両電極の間で発生するアークを、この細隙部に導き、前記消弧室及び消弧棒から発生する高圧消弧性ガスにより前記アークを消弧する構成において、前記消弧室又は消弧棒の少なくとも一つを、各中心軸を中心に回転自在に支持して設け、前記回転自在に支持した消弧室又は消弧棒の、前記高圧消弧性ガスの噴流通路に面した位置に風受け部を設け、前記高圧消弧性ガスの噴流が前記風受け部に当たって、前記回転自在に支持した消弧室又は消弧棒が回転する構成とした。

これにより、固定電極又は可動電極との間でアークが発生しても、長期に亘って、細隙消弧機能を保持することが出来る。

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施例１の気中開閉器のチューリップ型の接点部を示す一部縦断面図である。図２は、この発明の実施例１の可動電極の消弧棒の正面図である。図３は、この発明の実施例１の可動電極棒の先端部の縦断面図である。

接点部Ａは、ブッシング１に設けた中空孔２に可動電極３及び固定電極４が相対向して設けられている。可動電極３は、前記中空孔２の一端をほぼさえぎる導体板５が設けられ、この導体板５の、前記中空孔２に面した位置に孔６が設けられ、この孔６に導体筒７が、ネジ結合により固定され、当該導体筒７の一端は中空孔２内に突出している。

この導体筒７の外周には、細片状の多数の接触子８を環状に並べてこれらの一端を被せており、これらの接触子８の他端は環状に並べられて突出している。これらの接触子８の両端外周には、コイルバネ９を設け、多数の接触子８の環状の内径を縮める作用をしている。また、前記導体筒７の内周には、ガイド筒１０が固定されている。

このガイド筒１０の内周及び多数の接触子８の内周に可動電極棒１１が摺動自在に挿入されている。この可動電極棒１１の先端には、消弧棒１２が、その手前には電極部１１ａ、可動部１１ｂ、電極部１１ｃが順に設けられ、基端には把手１１ｄが設けられている。前記電極部１１ａ及び電極部１１ｃは、他の部分よりやや大径となっている。また、前記接触子８及び消弧棒１２の外周は、前記導体筒７に係止された変形筒状の絶縁カバー１３に被われている。

前記消弧棒１２は、消弧性ガス発生部材から成り、図１及び３に示すように、略筒体を形成し、自体の中空孔１２ａ先端部に内周段部を形成している。また、この消弧棒１２は、前記内周段部に固定ネジ２１の頭部を嵌めて固定ネジ２１の本体を消弧棒１２の中空孔１２ａに通し、当該固定ネジ２１の端部を前記可動電極棒１１の電極部１１ａの端部に螺着している。

これにより、固定ネジ２１の頭部に押さえられて消弧棒１２は外れない。そして、消弧棒１２はこの固定ネジ２１を中心に回転自在となっている。また、この固定ネジ２１は消弧棒１２と同じ材質からなっている。また、この消弧棒１２の風受け部である先端面には、図２及び３に示すように、右回りの凹部２２ａと凸部２２ｂとを円周に沿って交互に繰り返して設けた風車部２２を形成し、さらに、この風車部２２の外端縁側は外周に沿って角が取ってあるので、前記高圧消弧性ガスの噴流を導き易くなっている。これらにより、当該消弧棒１２は、高圧消弧性ガスの噴流が、前記風車部２２に当たると回転する構成となっている。

前記固定電極４は、ブッシング１内に埋め込まれた導体１４の一端を前記中空孔２の他端に、前記可動電極３の導体板５と相対向して露出している。そして、当該箇所の導体１４から中空孔２内に円柱導体１５を突出している。また、この円柱導体１５の先端面にカップ状体１６の底部を固定し、このカップ状体１６の外周に、細片状の多数の接触子１７を環状に並べてその一端を被せ、他端はカップ状体１６より前方へ突出している。これらの接触子１７の両端外周にはコイルバネ１８を設け、多数の接触子１７の環状の内径を縮める作用をしている。

また、前記円柱導体１５の基部外周には、前記図１及び図４に示す断面鈎型の鈎型リング１９が固定され、この鈎型リング１９に筒状の一端を係止し、前記接触子１７を被い、かつ、接触子１７の前方へ突出した筒状の消弧室２０が設けられている。

また、前記消弧室２０は、消弧性ガス発生部材から成り、接触子１７の前方へ突出した先端部の中空孔２の内径が前記消弧棒１２の外径より、細隙消弧が可能な程度に僅かに大きい。また、この消弧室２０後端の、前記鈎型リング１９に係止する筒状の一端は、図５及び図６に示すように、内周に突出した係止縁２０ａを中空孔２０ｃの内周に沿って間隔をあけて設け、また、当該一端から他端に向けたスリット２０ｂを中空孔２０ｃの内周に沿って間隔をあけて設けている。

これらの係止縁２０ａが前記鈎型リング１９に引っ掛かり、当該消弧室２０は、鈎型リング１９及び接触子１７を中心に回転自在となっている。この消弧室２０の風受け部である先端面には、図７に示すように、右回りに凹部２３ａ及び凸部２３ｂを、円周に沿って交互に繰り返して設けた風車部２３を形成している。これにより、当該消弧室２０は、高圧ガス噴流が前記風車部２３に当たると、回転する構成となっている。

前記可動電極３と固定電極４とが離れた状態から、この接点部Ａを閉じると図 ８に示すように、可動電極棒１１の先端の消弧棒１２は固定電極４のカップ状体１６内に入り、この消弧棒１２に続く電極部１１ａは環状に並んだ多数の接触子１７の一端内周に接する。その際、これらの接触子１７の一端外周のコイルバネ１８の力により、各接触子１７は電極部１１ａの外周に圧接する。そして、この状態で、可動電極棒１１のもう一方の電極部１１ｃは、前記可動電極３の環状に並んだ多数の接触子８の一端内周に接する。その際、これらの接触子８の一端外周のコイルバネ９の力により、各接触子８は、電極部１１ｃの外周に圧接する。

これにより、電気は、固定電極４の導体１４、円柱導体１５、接触子１７、可動電極棒１１の電極部１１ａ、可動部１１ｂ、電極部１１ｃ、接触子８、導体筒７及び導体板５へと流れる構成となっている。

続いて、この状態から、可動電極棒１１を、固定電極４から外して接点部Ａを開路する。
図９は、この発明の実施例１の気中開閉器において、チューリップ型の接点部Ａが開放され、高圧消弧性ガスが発生している状態を示す一部縦断面図である。図１０は、この発明の実施例１の消弧棒の風車部に発生した高圧消弧性ガスが噴流している状態を示す正面図である。図１１は、この発明の実施例１の消弧室の風車部に発生した高圧消弧性ガスが噴流している状態を示す正面図である。

閉じられた状態の前記接点部Ａで可動電極３の可動電極棒１１先端の消弧棒１２及び電極部１１ａを固定電極４のカップ状体１６及び接触子１７から引き抜き、離脱させると、これらの間にアークが発生する（図示省略）。それと同時に、図９に示すように、固定電極４の消弧室２０の内側から開口部を経て外側へ吹きつける高圧のガス噴流が発生し（図９矢印参照）、このガス噴流によって、図１０に示すように、前記可動電極３の消弧棒１２、及び図１１に示すように、固定電極４の消弧室２０が相互に逆方向に回転し（図１０及び１１矢印参照）、これらの消弧棒１２及び消弧室２０の位置を変える。

この様に、当該接点部Ａで可動電極３の消弧棒１２を固定電極４の消弧室２０から引き抜き、開放する度に、発生する高圧のガス噴流によって、前記可動電極３の消弧棒１２及び前記固定電極４の消弧室２０を相互に逆方向に回転させて各先端面の位置を変えるので、アークが発生しても、当該アークによる可動電極３の消弧棒１２の外周面、及び固定電極４の消弧室２０の内周面の限定された箇所での溶損が起き難く、長期に亘って、細隙消弧機能を保持することが出来る。

前記実施例では、前記可動電極３の消弧棒１２及び前記固定電極４の消弧室２０を相互に逆方向に回転させて、これらの消弧棒１２及び消弧室２０の位置を変えたが、回転するのは、消弧棒１２又は消弧室２０のどちらか一方だけでも良く、また、双方を同方向に回転させるようにしても良い。

また、先端面の風車部２２、２３として、凹部２２ａ、２３ａと凸部２２ｂ、２３ｂを円周に沿って交互に繰り返して設けているが、風車部２２、２３の設け方はこれに限らず、ガス噴流によって回転出来る形状であれば、他のものでもよい。また、単に、消弧棒１２又は消弧室２０の、前記高圧消弧性ガスの流通路に面して、風受け部を設けたものでもよい。

また、固定電極４の消弧室２０全体を回転する構成としたが、これに限らず、消弧室２０の先端面を含む一部が回転する構成としてももちろん良い。さらに、気中開閉器において、この実施例を説明したが、この発明を使用出来るものであれば、気中開閉器に限るものではなく、他の開閉器等でももちろん良い。

また、前記実施例では、可動電極棒１１の先端に消弧棒１２を設けたが、前記実施例と同様のチューリップ型接点において、接点が閉じている状態で固定電極の接触子の内側に略丸棒状の消弧棒をバネの力に抗して収納し、可動電極の固定電極からの離脱に伴って消弧棒が前記バネの力により可動電極と共に移動し、固定電極の先端の消弧室内周と当該消弧棒の外周との間の細隙部によりアークを消弧する構成のものにおいても、消弧棒又は消弧室を回転自在にすれば、前記実施例と同様の効果を奏する。

この発明の実施例１の気中開閉器のチューリップ型の接点部を示す一部縦断面図である。 この発明の実施例１の可動電極の消弧棒の正面図である。 この発明の実施例１の可動電極棒の先端部の縦断面図である。 この発明の実施例１の固定電極の一部拡大断面図である。 この発明の実施例１の消弧室の縦断面図である。 この発明の実施例１の消弧室の背面図である。 この発明の実施例１の消弧室の正面図である。 この発明の実施例１の気中開閉器において、チューリップ型の接点部が閉じられた状態を示す一部縦断面図である。 この発明の実施例１の気中開閉器において、チューリップ型の接点部が開放され、高圧消弧性ガスが発生している状態を示す一部縦断面図である。 この発明の実施例１の消弧棒の風車部に発生した高圧消弧性ガスが噴流している状態を示す正面図である。 この発明の実施例１の消弧室の風車部に発生した高圧消弧性ガスが噴流している状態を示す正面図である。 従来のチューリップ型の接点部において、固定電極の消弧室の内周面と、当該消弧室の内側に位置する可動電極の消弧棒の外周面にアークによる溶損が発生している状態を示す概念図である。

符号の説明

Ａ 接点部
１ ブッシング ２ 中空孔
３ 可動電極 ４ 固定電極
５ 導電板 ６ 孔
７ 導体筒 ８ 接触子
９ コイルバネ １０ ガイド筒
１１ 可動電極棒 １２ 消弧棒
１３ 絶縁カバー １４ 導体
１５ 円柱導体 １６ カップ状体
１７ 接触子 １８ コイルバネ
１９ 鈎型リング ２０ 消弧室
２１ 固定ネジ ２２ 風車部
２２ａ 凹部 ２２ｂ 凸部
２３ 風車部 ２３ａ 凹部
２３ｂ 凸部
３１ 消弧棒 ３２ 消弧室
３３ 溶損

Claims (5)

1. 消弧性ガス発生部材から成る筒状の消弧室と、この消弧室内に摺動自在な、消弧性ガス発生部材から成る消弧棒とで細隙部を形成し、可動電極と固定電極との離脱時に両電極の間で発生するアークを、この細隙部に導き、前記消弧室及び消弧棒から発生する高圧消弧性ガスにより前記アークを消弧する構成において、
   前記消弧室又は消弧棒の少なくとも一つを、各中心軸を中心に回転自在に支持して設け、前記回転自在に支持した消弧室又は消弧棒の、前記高圧消弧性ガスの噴流通路に面した位置に風受け部を設け、前記高圧消弧性ガスの噴流が前記風受け部に当たって、前記回転自在に支持した消弧室又は消弧棒が回転する構成としたことを特徴する、開閉器の接点構造。
2. 前記消弧室及び消弧棒の双方を、各中心軸を中心に回転自在に支持して設け、前記消弧室及び消弧棒の、前記高圧消弧性ガスの噴流通路に面した位置に風受け部を夫々設け、前記高圧消弧性ガスの噴流が前記各風受け部に当たって、前記消弧室及び消弧棒が回転する構成としたことを特徴とする、前記請求項１に記載の開閉器の接点構造。
3. 前記風受け部が、消弧室及び消弧棒が相互に逆回転するように設けたことを特徴とする、前記請求項２に記載の開閉器の接点構造。
4. 前記風受け部が消弧室及び消弧棒の先端面に設けられていることを特徴とする、前記請求項１、２又は３の何れかに記載の開閉器の接点構造。
5. 前記風受け部は、消弧室又は消弧棒に風車状に連続して設けられていることを特徴とする、前記請求項１、２、３又は４の何れかに記載の開閉器の接点構造。