JP2015049936A - 接点装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アークが発生した際に、速やかにアークを消弧することができる接点装置を提供する。
【解決手段】固定接点１０と、固定接点１０に接触する閉位置および、固定接点１０から離れた開位置との間で移動する可動接点１１と、加熱されることによって、固定接点１０と可動接点１１とが含まれる空間に消弧性を有する消弧ガスを放出する消弧部材１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、接点を開閉する接点装置に関するものである。

従来、一対の固定接点と、固定接点に接触する閉位置および固定接点から離れた開位置との間で移動する一対の可動接点とを備え、可動接点を移動させることで一対の固定接点間を短絡または開放する接点装置がある（例えば、特許文献１参照）。一対の可動接点は、可動接触子に設けられており、可動接点が閉位置にある場合、可動接点，可動接触子を介して一対の固定接点間が短絡（導通）し、可動接点が開位置にある場合、一対の固定接点間が開放（非導通）となる。

特開２００７−２８７５２５号公報

可動接点が固定接点から離れる際に、可動接点−固定接点間にアークが発生するおそれがあり、アークを速やかに消弧することが望まれている
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、アークが発生した際に、速やかにアークを消弧することができる接点装置を提供することにある。

本発明の接点装置は、固定接点と、前記固定接点に接触する閉位置および、前記固定接点から離れた開位置との間で移動する可動接点と、加熱されることによって、前記固定接点と前記可動接点とが含まれる空間に消弧性を有する消弧ガスを放出する消弧部材とを備えることを特徴とする。

この接点装置において、前記固定接点と前記可動接点とが含まれる空間に磁界を発生させる磁界発生装置を備えることが好ましい。

この接点装置において、前記固定接点と前記可動接点とが含まれる空間に気流を発生させる気流発生装置を備えることが好ましい。

この接点装置において、前記気流発生装置は、加熱されることによってガスを放出することで気流を発生させることが好ましい。

この接点装置において、前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲む容器を備え、前記容器の内部空間には、空気よりも熱伝導率が高い高熱伝導率気体が含まれることが好ましい。

この接点装置において、前記消弧部材よりも輻射熱の吸収率が高い輻射熱吸収部材が、前記消弧部材に設けられることが好ましい。

この接点装置において、前記消弧部材は、前記可動接点が前記閉位置にあるときに流れる電流によって発生するジュール熱で予熱されることが好ましい。

この接点装置において、前記消弧部材は、熱伝導性を有する構造物を介して加熱されることが好ましい。

この接点装置において、前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲み、内面に前記消弧部材が設けられる容器を備え、前記構造物は、前記容器を含んで構成されることが好ましい。

この接点装置において、前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲み、内面に前記消弧部材が設けられる容器を備え、前記構造物は、前記容器に設けられ、前記固定接点の熱を前記消弧部材に伝導する熱伝導部材を含んで構成されることが好ましい。

この接点装置において、前記消弧部材は、前記構造物に設けられ、前記構造物は、前記固定接点と、前記可動接点と、前記固定接点または前記可動接点と電気的に接続された部材とのいずれかで構成されることが好ましい。

この接点装置において、導電性を有し、前記可動接点の移動方向において前記固定接点と前記開位置にある前記可動接点との間となる領域に配置され、前記固定接点および前記可動接点と電気的に絶縁された一対の導電部材を備え、前記消弧部材は、一対の前記導電部材の間の位置に設けられることが好ましい。

この接点装置において、前記消弧部材は、前記導電部材に接触して設けられることが好ましい。

この接点装置において、前記消弧部材は、前記構造物に設けられ、前記構造物は、導電性を有し、前記可動接点の移動方向において前記固定接点と前記閉位置にある前記可動接点との間となる領域に配置され、前記固定接点および前記可動接点と電気的に絶縁された一対の導電部材で構成されることが好ましい。

この接点装置において、前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲む容器を備え、前記導電部材は、前記容器の内面から前記可動接点の移動方向に対して直交方向に突出するように設けられ、先端面に前記固定接点および前記可動接点から離れる方向を底とする凹部が形成されることが好ましい。

この接点装置において、前記導電部材よりも導電率が高い高導電部材が、前記導電部材の表面に設けられることが好ましい。

以上説明したように、本発明では、アークが発生した際に、アークによって消弧部材が加熱され、消弧部材から消弧ガスが放出されるので、速やかにアークを消弧することができるという効果がある。

本発明の実施形態１の接点装置の概略構成図である。 同上の熱伝導経路を示す概略図である。 同上の熱伝導経路を示す概略図である。 （ａ）（ｂ）ヒンジ型の接点装置の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）実施形態２の接点装置の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）実施形態３の接点装置の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）同上の別構成の接点装置の概略構成図である。 実施形態５の接点装置の概略構成図である。 実施形態６の接点装置の概略構成図である。 同上の別構成の接点装置の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）同上の熱伝導経路を示す概略図である。 実施形態７の接点装置の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）同上の別構成の接点装置の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）同上の別構成の接点装置の概略構成図である。 実施形態８の接点装置の概略構成図である。 同上の別構成の接点装置の概略構成図である。 同上の別構成の接点装置の概略構成図である。 導電部材の上面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態に係る接点装置１について図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下に説明する接点装置１は本発明の一例に過ぎない。そして、本発明は、下記の実施形態に限定されることなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、以下の説明では、図１における上下左右を上下左右方向として説明するが、接点装置１の使用形態を限定する趣旨ではない。

本実施形態の接点装置１の概略構成図を図１に示す。本実施形態の接点装置１は、一対の固定接点１０と、一対の可動接点１１と、各固定接点１０を支持する一対の接点台１００，１０１と、両可動接点１１を支持する可動接触子１２とを備える。また、本実施形態の接点装置１は、固定接点１０，可動接点１１および後述する消弧部材１４を収納する容器１３を備える。なお、図１には、本実施形態の接点装置１と、接点装置１の下方に配置される電磁石装置２とで構成される電磁継電器３を表しているが、電磁石装置２は接点装置１の構成要素には含まれない。また、接点装置１は、電磁継電器３の使用に限定しない。

一対の接点台１００，１０１は、導電性材料で構成されており、上下方向を長手方向とする円柱形状に形成されている。そして、一対の接点台１００，１０１は、上下方向に直交する平面内の一方向（図１における左右方向）に並んで配置されている。また、一対の接点台１００，１０１各々の下端部には固定接点１０が設けられている。一対の接点台１００，１０１各々は、後述する容器１３の上壁に形成された一対の丸孔１３０に挿入される形で、容器１３に接合されている。

可動接触子１２は、導電性材料で構成されており、左右方向を長手方向とする矩形板状に形成されている。可動接触子１２は、長手方向の両端部が一対の接点台１００，１０１の下端部と対向するように、一対の接点台１００，１０１の下方に配置されている。可動接触子１２のうち、各接点台１００，１０１に設けられている固定接点１０と対向する各部位には、可動接点１１がそれぞれ設けられている。

可動接触子１２は、後述する電磁石装置２によって上下方向に駆動される。これにより、可動接触子１２に設けられた各可動接点１１は、それぞれに対向する固定接点１０に接触する閉位置と、固定接点１０から離れた開位置との間で移動することになる。可動接点１１が閉位置にあるとき、すなわち接点装置１が閉じた状態では、一対の接点台１００，１０１の間は可動接点１１，可動接触子１２を介して短絡する。また、可動接点１１が開位置にあるとき、すなわち接点装置１が開いた状態では、一対の接点台１００，１０１の間は開放される。

容器１３は、酸化アルミニウム（アルミナ），炭化ケイ素（SiC），窒化アルミニウムなどのセラミックからなる耐熱性材料で構成される箱体で形成されている。そして、容器１３は、その内部に気密空間を形成し、固定接点１０，可動接点１１，消弧部材１４を収納する。なお、容器１３は、内部に気密空間を形成する構成に限定しない。

次に、電磁石装置２について説明する。電磁石装置２は、固定子２０と、可動子２１と、継鉄（図示せず）と、励磁コイル２２と、シャフト２３と、ホルダ２４と、接圧ばね２５と、復帰ばね２６とを備える。なお、電磁石装置２は、励磁コイル２２が巻き付けられるコイルボビン（図示せず）を有していてもよい。

固定子２０は、円筒状に形成された固定鉄心であって、その上端部が容器１３の下壁に固定されている。可動子２１は、円柱状に形成された可動鉄心である。可動子２１は、固定子２０の下方において、その上端面を固定子２０の下端面に接触させた第１の位置と、その上端面が固定子２０の下端面から離れた第２の位置との間で移動可能に構成されている。

なお、電磁石装置２は、非磁性体からなり固定子２０および可動子２１を収納するケース（図示せず）を有していてもよい。ケースは、上面が開口した有底円筒状に形成され、上端部（開口周部）が容器１３の下壁に固定される。これにより、ケースは、可動子２１の移動方向を上下方向に制限し、かつ可動子２１の第２の位置を規定する。

継鉄は、固定子２０および可動子２１と共に、励磁コイル２２の通電時に生じる磁束が通る磁気回路を形成する。このため、継鉄と固定子２０と可動子２１とは、いずれも磁性材料から形成されている。

励磁コイル２２は、継鉄で囲まれる空間内に配置される。また、励磁コイル２２の内側には、固定子２０と可動子２１とが配置される。電磁石装置２は、励磁コイル２２への通電時に励磁コイル２２で生じる磁束によって可動子２１を吸引して上方へ移動させ、励磁コイル２２への通電が停止すると復帰ばね２６のばね力によって可動子２１を下方へ移動させる。

シャフト２３は、非磁性材料で構成され、上下方向を長手方向とする丸棒状に形成されている。シャフト２３は、電磁石装置２で発生した駆動力を接点装置１へ伝達する。シャフト２３は、容器１３の下壁の中央部に形成された通孔１３１に挿通されており、固定子２０および復帰ばね２６の内側を通って、その下端部が可動子２１に固定されている。シャフト２３の上端部は、可動接触子１２を保持するホルダ２４に固定されている。

ホルダ２４は、可動接触子１２の上下方向の両側に設けられていて互いに対向する上板２４０および下板２４１と、上板２４０と下板２４１との周縁部同士を連結する側板２４２とを具備している。ここでは、上板２４０および下板２４１はそれぞれ矩形板状に形成されている。側板２４２は、上板２４０の下面において互いに対向する一対の辺と、下板２４１の上面において互いに対向する一対の辺とを連結するように一対設けられている。下板２４１の中央部には、シャフト２３の上端部が固定されている。これにより、電磁石装置２で発生した駆動力がシャフト２３を介してホルダ２４へと伝達される。そして、可動子２１の上下方向への移動に伴って、ホルダ２４が上下方向に移動する。

接圧ばね２５は、ホルダ２４の下板２４１と可動接触子１２との間に配置されており、可動接触子１２を上方へと付勢するコイルばねである。復帰ばね２６は、固定子２０の内側に配置されており、可動子２１を下方へと付勢するコイルばねである。

以下に、本実施形態の接点装置１を用いた電磁継電器３の基本的な動作について簡単に説明する。

まず、励磁コイル２２の非通電時における電磁継電器３の状態について説明する。この状態では、電磁石装置２の可動子２１が第２の位置にある。このため、ホルダ２４は、電磁石装置２によってシャフト２３を介して下方に引き下げられている。このとき、ホルダ２４は、その上板２４０により可動接触子１２を下方に押し下げることになる。したがって、可動接触子１２は、上板２４０によって上方への移動が規制され、可動接点１１を固定接点１０から離れた開位置に位置させる。この状態は、接点装置１が開いた状態であり、一対の接点台１００，１０１間は開放状態（非導通）である。

次に、励磁コイル２２の通電時における電磁継電器３の状態について説明する。この状態では、電磁石装置２の可動子２１が第１の位置にある。このため、ホルダ２４は、電磁石装置２によってシャフト２３を介して上方に引き上げられている。したがって、ホルダ２４の上板２４０が上方へと移動するため、可動接触子１２は、上板２４０による上方への移動規制が解除される。このため、可動接触子１２は、ホルダ２４の下板２４１により接圧ばね２５を介して上方に押し上げられ、可動接点１１を固定接点１０に接触する閉位置に位置させる。この状態は、接点装置１が閉じた状態であり、一対の接点台１００，１０１間は短絡状態（導通）である。また、可動接触子１２が接圧ばね２５により上方へと付勢されているため、固定接点１０と可動接点１１との間の接圧（接触圧）を確保することができる。

ここで、可動接点１１が固定接点１０から離れる際に、固定接点１０−可動接点１１間にアークが生じるおそれがある。そこで、本実施形態の接点装置１は、加熱されると消弧性を有する消弧ガスを放出する消弧部材１４が、固定接点１０，可動接点１１と同一空間に配置されている。具体的には、図１に示すように、消弧部材１４は、右側の固定接点１０，可動接点１１の近傍に位置するように、容器１３の右壁内面に設けられている。消弧部材１４は、水素を吸蔵した水素吸蔵合金で構成されており、加熱されることによって貯蔵している水素（消弧ガス）を迅速に放出する性質を有している。

そして、固定接点１０−可動接点１１間にアークが発生した際に、アークの熱が容器１３内の気体を介して消弧部材１４に伝えられることで消弧部材１４が加熱され、消弧部材１４から消弧ガス（水素）が放出される。この消弧ガスによりアークを急速に冷却して迅速に消弧することが可能になる。さらに、消弧部材１４は、固定接点１０，可動接点１１の近傍に配置されているので、消弧部材１４から勢いよく放出される消弧ガスがアークに吹き付けられることでもアークを消弧することができる。なお、消弧部材１４が消弧ガスを放出するタイミングは、アークの発生時に限定せず、アークの発生していないタイミングで消弧ガスが放出されてもよい。

このように、本実施形態の接点装置１は、固定接点１０と可動接点１１と消弧部材１４とを備える。可動接点１１は、固定接点１０に接触する閉位置および、固定接点１０から離れた開位置との間で移動する。消弧部材１４は、加熱されることによって、固定接点１０と可動接点１１とが含まれる空間に消弧性を有する消弧ガス（水素）を放出する。

したがって、本実施形態の接点装置１は、可動接点１１が固定接点１０から離れる際にアークが生じても、消弧部材１４によってアークを迅速に消弧することができる。

なお、消弧部材１４が放出する消弧ガスの成分は水素に限定せず、窒素などで構成されていてもよい。また、消弧部材１４を構成する材料は、水素吸蔵合金に限定せず、加熱されることによって消弧ガスを放出する材料であればよい。例えば、消弧部材１４は、フェノール樹脂等の樹脂材料または、水素吸蔵金属，水素化チタン（TiH）等の金属材料または、ホウ酸などの無機物で構成されていてもよい。また、消弧部材１４が消弧ガスを放出するタイミングは、加熱時に限定せず、非加熱時においても消弧ガスを放出する構成であってもよい。

また、図１では、１つの消弧部材１４のみを図示しているが、２つ以上の消弧部材１４を備えていてもよく、例えば左側の固定接点１０，可動接点１１の近傍にも消弧部材１４が配置されていてもよい。また、消弧部材１４の大きさは、図１に示す大きさに限定しない。

また、容器１３の内部に形成される空間の気密性を向上させることで、アーク発生時に容器１３内における水素濃度が向上し、消弧性能をより向上させることができる。また、消弧性能をより向上させるために、容器１３内に予め水素を封入しておくことが望ましい。

また、図２において、固定接点１０−可動接点１１間に発生したアークをＡ１で示す。固定接点１０−可動接点１１間にアークが発生した場合、アークの熱によって固定接点１０および接点台１０１が加熱される。ここで、熱伝導性を有する材料で容器１３を構成した場合、接点台１０１と容器１３とは接合されており、接点台１０１の熱は、容器１３を介して消弧部材１４に伝導されることで、消弧部材１４が加熱される。このように、別途部材を設けることなく、接点装置１の必須の構成である固定接点１０，接点台１０１，容器１３からなる構造物を介して消弧部材１４を加熱することができる。そして、消弧部材１４は、容器１３内の気体を介してだけでなく、熱伝導性を有する構造物（固定接点１０，接点台１０１，容器１３）を介しても加熱されるので、より速やかに加熱されて消弧ガスを放出することができ、アークをより迅速に消弧することができる。なお、構造物は、固定接点１０，接点台１０１，容器１３の少なくとも１つで構成されていてもよい。また、消弧部材１４への熱伝導効率を向上させるために、熱伝導率が高い材料で固定接点１０，接点台１０１，容器１３を構成することが望ましい。

さらに、可動接触子１２が閉位置にある場合、固定接点１０，可動接点１１，可動接触子１２を介して一対の接点台１００，１０１間に電流が流れることによってジュール熱が発生する。このジュール熱が、容器１３を介して消弧部材１４に伝導されることで、消弧部材１４を予熱（加熱）することができる。通電時（閉極時）に消弧部材１４を予熱しておくことによって、アークの発生時に消弧ガスを速やかに放出することができ、アークをより迅速に消弧することができる。また、消弧部材１４を設ける位置は上記に限定せず、図３に示すように、容器１３の上壁における一対の接点台１００，１０１間に組み込ませるように消弧部材１４を設けてもよい。この場合、消弧部材１４は、一対の接点台１００，１０１からジュール熱が効率よく伝導されるので、予熱効果を向上させることができる。また、消弧部材１４を可動接触子１２における一対の可動接点１１間に設けることでも、消弧部材１４にジュール熱を効率よく伝導することができる。このように、通電時に発生するジュール熱を用いて消弧部材１４を予熱することができるので、必ずしもアークの発生場所近傍に消弧部材１４を設ける必要がなく、消弧部材１４の配置自由度が向上する。

なお、本実施形態の接点装置１は、いわゆるプランジャ型の電磁石装置２と共に用いて電磁継電器３を構成しているが、以下に示すいわゆるヒンジ型の電磁石装置４と共に用いて電磁継電器５を構成してもよい。図４を用いて、電磁継電器５について簡単に説明する。

電磁石装置４は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、励磁コイル４０，固定鉄心４１，可動鉄心４２，支持部４３，アマチュア４４を備え、容器１３内に設けられる。アマチュア４４は、下面に可動鉄心４２が設けられた矩形板状に形成されており、容器１３に固定された支持部４３に基端部が支持され、先端部に可動接触子１２が設けられる。固定鉄心４１は、励磁コイル４０が巻き付けられ、可動鉄心４２と上下方向に対向している。そして、アマチュア４４は、基端部を支点として先端部が上下方向に移動するように回転可能に構成されている。なお、アマチュア４４には、アマチュア４４を上方向に付勢する復帰ばね（図示なし）が設けられている。

可動接触子１２は、アマチュア４４の先端部に設けられており、アマチュア４４の回転によって、可動接点１１が固定接点１０に接触する第１の位置と、可動接点１１が固定接点１０から離れた第２の位置との間で移動する。

したがって、励磁コイル４０の通電時には、励磁コイル４０で生じる磁束により可動鉄心４２が固定鉄心４１へ吸引され、可動接触子１２が第１の位置へと移動する。これにより、一対の接点台１００，１０１間が短絡（導通）する。また、励磁コイル４０の非通電時には、復帰ばねのばね力により可動接触子１２が第１の位置へと移動する。これにより、一対の接点台１００，１０１間が開放（非導通）する。

（実施形態２）
本実施形態の接点装置１の概略構成図を図５（ａ）（ｂ）に示す。本実施形態の接点装置１は、実施形態１の接点装置１の構成に加えて、固定接点１０，可動接点１１が含まれる空間（容器１３内の空間）に磁界を発生させる磁界発生装置１５を備えている。他の構成は、実施形態１と同一であり、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。なお、図５（ｂ）は、接点装置１を上から見た断面図であり、図５（ｂ）における上下を前後方向として説明する。

磁界発生装置１５は、一対の磁石１５０で構成され、容器１３を前後方向から挟み込むように配置されている。そして、磁界発生装置１５は、容器１３内の空間に前方から後方（図５（ａ）における紙面の奥から手前）に向かう磁界Ｂ１を発生させる。

ここで、右側の可動接点１１−固定接点１０間にアークが発生し、このアークを介して可動接点１１から固定接点１０に向かって電流Ｉ１が流れているとする。このとき、アークに磁界Ｂ１が印加されることで発生するローレンツ力によって、アークが右側に引き伸ばされる。なお、図５（ａ）において、磁界Ｂ１が印加されている場合におけるアークをＡ１で示し、磁界Ｂ１が印加されていない場合におけるアークをＡ０で示す。このように、磁界Ｂ１を発生させ、アークを引き伸ばすことでもアークを消弧することができる。さらに、図５（ａ）（ｂ）に示すように、磁界Ｂ１によってアークが引き伸ばされる方向に消弧部材１４を配置することによって、アークが引き伸ばされても消弧しない場合に、アークが消弧部材１４に接触する。これにより、消弧部材１４が急激に加熱されることによって、消弧ガスが急激に放出されアークを消弧することができる。このように、本実施形態の接点装置１は、磁界発生装置１５を備えることで、消弧性能を向上させることができる。

なお、磁界発生装置１５は、容器１３内に設けられていてもよい。また、磁界発生装置１５の構成は、磁石１５０に限定せず、他の磁性材料で構成されていてもよい。また、本実施形態では、磁界発生装置１５は別体に構成されているが、他の構成部材と兼用されていてもよく、例えば容器１３，消弧部材１４を磁性材料で構成してもよい。

なお、その他の構成および機能は、実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態の接点装置１の概略構成図を図６（ａ）（ｂ）に示す。本実施形態の接点装置１は、実施形態１の接点装置１の構成に加えて、固定接点１０，可動接点１１が含まれる空間（容器１３内の空間）に気流を発生させる気流発生装置１６を備えている。他の構成は、実施形態１と同一であり、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。なお、図６（ｂ）は、接点装置１を上から見た断面図であり、図６（ｂ）における上下を前後方向として説明する。

気流発生装置１６は、容器１３の前壁および後壁における左右方向の中央部から内側に向かって突出した凸部１６０で構成されている。凸部１６０は、上から見た断面形状が三角形であり、容器１３の前壁，後壁の上端部から下方に向かって連続して形成されている。この凸部１６０によって、容器１３内における前後方向の幅は、左右方向中央部が最も狭くなり、左右方向中央部から左右両端に向かうにつれて広くなる。なお、凸部１６０の形状は、上から見た断面形状を三角形に限定せず、容器１３内における前後方向の幅において、左右方向中央部を最も狭くする形状であればよく、例えば上から見た断面形状が半円状等であってもよい。また、凸部１６０は、容器１３と一体に構成されていてもよい。

そして、固定接点１０−可動接点１１間にアークが発生した際、アークの熱によって容器１３内の圧力が上昇する。このとき、容器１３内において、前後方向の幅が最も狭い、左右方向の中央部の圧力が最も高くなるので、左右方向の中央部から左右方向の両端に向かって気流が発生する。この気流がアークに吹き付けられる。なお、図６（ａ）において、気流が発生している場合におけるアークをＡ１で示し、気流がない場合におけるアークをＡ０で示す。このように、アークに気流が吹き付けられることによって、アークを引き伸ばして消弧することができる。さらに、図６（ａ）（ｂ）に示すように、気流の下流側に消弧部材１４を配置することによって、アークの熱が消弧部材１４に効率よく伝えられ、消弧部材１４を効率よく加熱することができる。また、気流が吹き付けられたアークが消弧部材１４に接触することで、消弧部材１４が急激に加熱される。これにより、消弧部材１４から消弧ガスが急激に放出され、アークを消弧することができる。このように、本実施形態の接点装置１は、気流発生装置１６を備えることで、消弧性能を向上させることができる。

また、凸部１６０の位置，大きさ等を調整することで発生させる気流を調整できるので、消弧部材１４の位置およびアークを接触させるタイミングを調整することができる。したがって、アークが発生した場合にのみ気流が発生させ、消弧ガスを発生させることもできる。

また、気流発生装置１６の気流発生方法は上記に限定せず、加熱されることによってガスを放出するガス発生部材１６１で構成されていてもよい。ガス発生部材１６１を備えた接点装置１の概略構成図を図７（ａ）（ｂ）に示す。なお、図７（ｂ）は、接点装置１を上から見た断面図であり、図７（ｂ）における上下を前後方向として説明する。

ガス発生部材１６１は、容器１３の前壁の上端および後壁の上端において、接点台１０１の前方，後方に対向する位置に設けられている。ガス発生部材１６１は、加熱時にガスを放出することで気流を発生させる。本実施形態では、ガス発生部材１６１は、ホウ酸で構成されており、加熱されることによって水蒸気を放出する。なお、ガス発生部材１６１の構成材料はホウ酸に限定せず、他の材料で構成されていてもよい。

そして、固定接点１０−可動接点１１間にアークが発生した際、アークの熱によってガス発生部材１６１が加熱され、ガスを放出することによって気流が発生する。この気流がアークに吹き付けられることによって、アークを引き伸ばして消弧することができる。さらに、図７（ａ）（ｂ）に示すように、気流の下流側に消弧部材１４を配置することによって、アークの熱が消弧部材１４に効率よく伝えられ、消弧部材１４を効率よく加熱することができる。また、気流が吹き付けられたアークが消弧部材１４に接触することで、消弧部材１４が急激に加熱される。これにより、消弧部材１４から消弧ガスが急激に放出され、アークを消弧することができる。

また、ガス発生部材１６１の位置，材料，大きさ等を調整することで発生させる気流を調整できるので、消弧部材１４の位置およびアークを接触させるタイミングを調整することができる。したがって、アークが発生した場合にのみ気流が発生させ、消弧ガスを発生させることができる。

なお、ガス発生部材１６１は、アークの発生時に消弧部材１４が消弧ガスを放出するよりも早くガスを放出することが望ましい。さらに、ガス発生部材１６１が放出するガスは、消弧性能を有することが望ましい。また、ガス発生部材１６１は、アークが発生していない通常時はガスをほとんど放出しないことが望ましい。

なお、その他の構成および機能は、実施形態１と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態２の構成と組み合わされていてもよい。

（実施形態４）
本実施形態の接点装置１は、実施形態１の接点装置１の構成に加えて、容器１３内に空気よりも熱伝導率が高い高熱伝導率気体が封入されている。なお、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。

高熱伝導率気体は、空気よりも熱伝導率が高い気体であり、本実施形態では水素で構成されている。

アークが発生した際に、アークの熱は高熱伝導率気体を介して消弧部材１４に伝えられるので、消弧部材１４への熱伝導効率が向上する。したがって、消弧部材１４は、より速やかに加熱されて消弧ガスを放出することができ、アークをより迅速に消弧することができる。さらに、本実施形態では、容器１３内に高熱伝導率気体として水素が封入されているので、上述したように水素による消弧効果も期待できる。

このように、本実施形態の接点装置１は、容器１３内に高熱伝導率気体が封入されることによって、消弧性能を向上させることができる。さらに、消弧部材１４の主な加熱手段として、消弧部材１４にアークを接触させるのではなく、容器１３内の高熱伝導率気体を介して消弧部材１４を加熱している。したがって、消弧部材１４へのアークの転流を防止することができ、消弧部材１４の消耗を抑制することができる。

なお、高熱伝導率気体は、水素に限定せず、窒素または複数種類の気体を混合した混合ガスで構成されていてもよい。また、高熱伝導率気体とは、熱伝導率の高い気体の種類に限定せず、容器１３内の内圧を高めることで熱伝導率が高められた気体であってもよい。

なお、その他の構成および機能は、実施形態１と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態２，３のうち少なくともいずれか１つの構成と組み合わされていてもよい。

（実施形態５）
本実施形態の接点装置１の概略構成図を図８に示す。本実施形態の接点装置１は、実施形態１の接点装置１の構成に加えて、輻射熱の吸収率が高い輻射熱吸収部材１７を備えている。他の構成は、実施形態１と同一であり、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。

輻射熱吸収部材１７は、消弧部材１４よりも輻射熱の吸収率が高い材料であり、本実施形態では、黒体に近い黒色物体で構成されている。そして、輻射熱吸収部材１７は、消弧部材１４の表面に設けられている。

輻射熱吸収部材１７は、アークが発生した際に、アークからの輻射熱を効率よく吸収し、消弧部材１４に伝熱する。したがって、消弧部材１４は、より速やかに加熱されて消弧ガスを放出することができ、アークをより迅速に消弧することができる。このように、本実施形態の接点装置１は、輻射熱吸収部材１７を備えることで、消弧性能を向上させることができる。

なお、輻射熱吸収部材１７は、輻射熱をより多く吸収するために、消弧部材１４よりも固定接点１０，可動接点１１に近接した位置、すなわちアークの近傍に設けられることが望ましい。

なお、輻射熱吸収部材１７は、黒色物体に限定せず、例えば消弧部材１４の表面に塗布される黒色塗料で構成されていてもよい。また、輻射熱吸収部材１７は、消弧部材１４よりも輻射熱の吸収率が高い材料であればよく、色，形状，材質などを限定しない。

なお、その他の構成および機能は、実施形態１と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態２〜４のうち少なくともいずれか１つの構成と組み合わされていてもよい。

（実施形態６）
本実施形態の接点装置１の概略構成図を図９に示す。本実施形態の接点装置１は、実施形態１の接点装置１の構成に加えて、固定接点１０の熱を消弧部材１４に伝導する熱伝導部材１８を備えている。他の構成は、実施形態１と同一であり、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。

熱伝導部材１８は、熱伝導率が高い材料であり、本実施形態では、銅（Cu）で構成されている。そして、熱伝導部材１８は、容器１３の上壁，右壁の内面に沿って設けられており、一端が接点台１０１に接触し、他端側の左面に消弧部材１４が設けられている。なお、熱伝導部材１８は、固定接点１０と消弧部材１４とを連結するように設けられていてもよい。

アークが発生した際に、アークの熱によって固定接点１０が加熱される。ここで、固定接点１０の熱は、接点台１０１，熱伝導部材１８からなる構造物を介して消弧部材１４に伝導される。したがって、消弧部材１４は、より速やかに加熱されて消弧ガスを放出することができ、アークをより迅速に消弧することができる。このように、本実施形態の接点装置１は、熱伝導部材１８を備えることで、消弧性能を向上させることができる。

なお、熱伝導部材１８の構成材料は、銅に限定せず、熱伝導率が高いステンレス鋼（SUS）等の金属材料または、セラミックまたは、炭化ケイ素（SiC），酸化アルミニウム（アルミナ），窒化アルミ等で構成されていてもよい。また、熱伝導部材１８は、単一材料ではなく、複数の材料からなる混合物で構成されていてもよい。

また、熱伝導部材１８の材料，構造などで熱伝導率を調整することで、消弧部材１４に伝導する熱量を調整することができる。

なお、本実施形態では、容器１３の内面に熱伝導部材１８を設けているが、図１０に示すように、容器１３の外面に沿って熱伝導部材１８を設けてもよい。この場合、熱伝導部材１８は、容器１３の外側において一端部が接点台１０１と接触し、他端部が容器１３の右壁を介して消弧部材１４と対向するように配置される。そして、固定接点１０の熱は、接点台１０１，熱伝導部材１８，容器１３からなる構造物を介して消弧部材１４に伝導される。

また、熱伝導部材１８は、固定接点１０の熱も消弧部材１４に伝導させるので、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、通電時におけるジュール熱も消弧部材１４に伝導される。したがって、消弧部材１４の予熱効果をより向上させることができる。

なお、その他の構成および機能は、実施形態１と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態２〜５のうち少なくともいずれか１つの構成と組み合わされていてもよい。

（実施形態７）
本実施形態の接点装置１の概略構成図を図１２に示す。本実施形態の接点装置１は、固定接点１０に消弧部材１４が設けられている。他の構成は、実施形態１と同一であり、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。

消弧部材１４は、固定接点１０と可動接点１１との接触を妨げないように、固定接点１０（構造物）に組み込まれるように設けられている。

そして、アークが発生した際に、アークの熱によって固定接点１０と共に消弧部材１４が加熱される。すなわち、消弧部材１４は、アークの発生とほぼ同時に急激に加熱され消弧ガスを放出するので、アークをより迅速に消弧することができる。

なお、消弧部材１４を設ける場所は、上記に限定しない。例えば、図１３（ａ）に示すように、消弧部材１４は、固定接点１０と電気的に接続された接点台１０１に組み込まれるように設けられることでも、アークの発生とほぼ同時に加熱され、消弧ガスを放出するので、アークをより迅速に消弧することができる。さらに、図１３（ｂ）に示すように、通電時におけるジュール熱が消弧部材１４に効率よく伝導されるので、消弧部材１４の予熱効果も向上させることができる。

また、消弧部材１４は、可動接触子１２側に設けられていてもよい。図１４（ａ）に示すように、消弧部材１４は、可動接点１１に設けられることでも、アークの発生とほぼ同時に急激に加熱され消弧ガスを放出するので、アークをより迅速に消弧することができる。なお、消弧部材１４は、可動接触子１２に設けられていてもよい。

また、図１４（ｂ）に示すように、可動接点１１と電気的に接続され、アークを誘導することでアークによる可動接点１１の損傷を防止するアークホーン１２１を可動接触子１２に設ける場合、このアークホーン１２１に消弧部材１４を設けてもよい。このように構成することでも、上記同様に、消弧部材１４は、アークの発生とほぼ同時に加熱され消弧ガスを放出することができるので、アークをより迅速に消弧することができる。

このように、本実施形態では、固定接点１０と、可動接点１１と、固定接点１０または可動接点１１と電気的に接続された部材（接点台１０１，アークホーン１２１）とのいずれかで構成される構造物に消弧部材１４が設けられている。すなわち、消弧部材１４は、アークの発生し得る部材に設けられることで、アークが発生した際に、アークの発生とほぼ同時に消弧部材１４が加熱されて消弧ガスを放出するので、アークＡ１をより迅速に消弧することができ、消弧性能を向上させることができる。

なお、その他の構成および機能は、実施形態１と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態２〜６のうち少なくともいずれか１つの構成と組み合わされていてもよい。

（実施形態８）
本実施形態の接点装置１の概略構成図を図１５に示す。本実施形態の接点装置１は、実施形態１の接点装置１の構成に加えて、一対の導電部材１９を備えている。他の構成は、実施形態１と同一であり、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。

導電部材１９は、導電率が高い材料であり、本実施形態では、銅（Cu）で構成されている。なお、導電部材１９の構成材料は、銅に限定せず、導電率が高いステンレス鋼（SUS）等の金属材料または、ジルコニウム（Zr）系，炭化ケイ素（SiC）などの酸化物および炭素等の無機物で構成されていてもよい。

導電部材１９は、上下方向を厚み方向とする板状に形成されており、固定接点１０，可動接点１１と電気的に絶縁され、固定接点１０，可動接点１１の近傍となるように容器１３の右壁内面に設けられている。具体的には、導電部材１９は、上下方向において固定接点１０と開位置にある可動接点１１との間となる領域内における消弧部材１４の上側と下側に配置されており、容器１３の右壁内面から左方向に突出するように設けられている。

そして、アークが発生した際に、アークは導電率が高い導電部材１９に引き寄せられ、一対の導電部材１９にアークが転流することとなる。導電部材１９にアークが転流することによって、アークの電圧を低下させることができ、アークによる固定接点１０，可動接点１１の損傷を防止することができる。

また、導電部材１９を設けることによって、アークを所定の位置に点弧させることができ、本実施形態では、消弧部材１４は、一対の導電部材１９の間の位置に設けられている。したがって、消弧部材１４の近傍にアークが発生することになるので、アークの熱によって消弧部材１４がより迅速に加熱されて消弧ガスを放出することができるので、アークを迅速に消弧することができ、消弧性能を向上させることができる。なお、導電部材１９にアークを転流させるために、アークが引き伸ばされる方向において、導電部材１９がアークに対して直交するように配置されることが望ましい。また、導電部材１９の個数は、２つに限定せず３つ以上であってもよい。

また、図１６に示すように、導電部材１９は、消弧部材１４と接触するように設けてもよい。

一対の導電部材１９は、消弧部材１４の上下両端を上下方向から挟み込むように設けられており、それぞれが消弧部材１４と接触している。そして、アークが発生した際に、アークが導電部材１９に引き寄せられ、導電部材１９にアークが転流する。このとき、アークの熱によって加熱された導電部材１９の熱は、消弧部材１４に伝導される。したがって、消弧部材１４は、導電部材１９を介しても加熱されるので、アークをより迅速に消弧することができ、消弧性能を向上させることができる。

また、図１７に示すように、導電部材１９に消弧部材１４を設けてもよい。

消弧部材１４は、蒸着，メッキ，スパッタ等で導電部材１９の表面に薄膜成型されている。なお、消弧部材１４は、導電性を有する接着物，かしめ等で導電部材１９の表面に固定されていてもよいし、導電部材１９と一体に構成されていてもよい。

導電部材１９の表面に消弧部材１４を設けることによって、アークが導電部材１９に引き寄せられ、導電部材１９にアークが転流した際に、消弧部材１４にアークを接触させることができる。これにより、消弧部材１４が急激に加熱されることによって、消弧ガスが急激に放出されアークＡ１をより迅速に消弧することができる。なお、消弧性能をより向上させるために、消弧部材１４は、導電部材１９におけるアークの発弧点となる部位に設けられることが望ましい。

また、導電部材１９の先端面（左面）に凹部１９０を設けてもよい。図１８に導電部材１９の上面図を示す。図１８に示すように、凹部１９０は、導電部材１９の左面から、固定接点１０および可動接点１１から離れる方向（右方向）を底とするように形成されている。

そして、アークが発生した際に、アークの磁界によるローレンツ力によってアークが凹部１９０内に引き寄せられる。したがって、アークをより確実に導電部材１９に転流させることができる。

また、導電部材１９の表面に、導電部材１９よりも導電率が高い高導電部材を、蒸着，メッキスパッタ等による薄膜成型または、接着物，かしめ等による直接固定または、一体成型等によって設けてもよい。導電部材１９に高導電部材を設けることでも、導電部材１９にアークが誘導されやすくなり、アークをより確実に導電部材１９に転流させることができる。

なお、その他の構成および機能は、実施形態１と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態２〜７のうち少なくともいずれか１つの構成と組み合わされていてもよい。

１ 接点装置
２ 電磁石装置
３ 電磁継電器
１０ 固定接点
１１ 可動接点
１２ 可動接触子
１３ 容器
１４ 消弧部材
１００，１０１ 接点台

Claims (16)

1. 固定接点と、
   前記固定接点に接触する閉位置および、前記固定接点から離れた開位置との間で移動する可動接点と、
   加熱されることによって、前記固定接点と前記可動接点とが含まれる空間に消弧性を有する消弧ガスを放出する消弧部材とを備える
   ことを特徴とする接点装置。
2. 前記固定接点と前記可動接点とが含まれる空間に磁界を発生させる磁界発生装置を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の接点装置。
3. 前記固定接点と前記可動接点とが含まれる空間に気流を発生させる気流発生装置を備える
   ことを特徴とする請求項１または２記載の接点装置。
4. 前記気流発生装置は、加熱されることによってガスを放出することで気流を発生させる
   ことを特徴とする請求項３記載の接点装置。
5. 前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲む容器を備え、
   前記容器の内部空間には、空気よりも熱伝導率が高い高熱伝導率気体が含まれる
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の接点装置。
6. 前記消弧部材よりも輻射熱の吸収率が高い輻射熱吸収部材が、前記消弧部材に設けられる
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の接点装置。
7. 前記消弧部材は、前記可動接点が前記閉位置にあるときに流れる電流によって発生するジュール熱で予熱される
   ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の接点装置。
8. 前記消弧部材は、熱伝導性を有する構造物を介して加熱される
   ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の接点装置。
9. 前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲み、内面に前記消弧部材が設けられる容器を備え、
   前記構造物は、前記容器を含んで構成される
   ことを特徴とする請求項８記載の接点装置。
10. 前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲み、内面に前記消弧部材が設けられる容器を備え、
    前記構造物は、前記容器に設けられ、前記固定接点の熱を前記消弧部材に伝導する熱伝導部材を含んで構成される
    ことを特徴とする請求項８または９記載の接点装置。
11. 前記消弧部材は、前記構造物に設けられ、
    前記構造物は、前記固定接点と、前記可動接点と、前記固定接点または前記可動接点と電気的に接続された部材とのいずれかで構成される
    ことを特徴とする請求項８記載の接点装置。
12. 導電性を有し、前記可動接点の移動方向において前記固定接点と前記開位置にある前記可動接点との間となる領域に配置され、前記固定接点および前記可動接点と電気的に絶縁された一対の導電部材を備え、
    前記消弧部材は、一対の前記導電部材の間の位置に設けられる
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の接点装置。
13. 前記消弧部材は、前記導電部材に接触して設けられる
    ことを特徴する請求項１２記載の接点装置。
14. 前記消弧部材は、前記構造物に設けられ、
    前記構造物は、導電性を有し、前記可動接点の移動方向において前記固定接点と前記開位置にある前記可動接点との間となる領域に配置され、前記固定接点および前記可動接点と電気的に絶縁された一対の導電部材で構成される
    ことを特徴とする請求項８記載の接点装置。
15. 前記固定接点と前記可動接点と前記消弧部材とを囲む容器を備え、
    前記導電部材は、前記容器の内面から前記可動接点の移動方向に対して直交方向に突出するように設けられ、先端面に前記固定接点および前記可動接点から離れる方向を底とする凹部が形成される
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のうちいずれか１項に記載の接点装置。
16. 前記導電部材よりも導電率が高い高導電部材が、前記導電部材の表面に設けられる
    ことを特徴とする請求項１２乃至１５のうちいずれか１項に記載の接点装置。

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