JP3430717B2

JP3430717B2 - 消弧装置

Info

Publication number: JP3430717B2
Application number: JP16220195A
Authority: JP
Inventors: 晋治高山; 健彦岡田; 明実塩川; 卓也香川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 2003-07-28
Anticipated expiration: 2018-07-28
Also published as: JPH0917319A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路遮断器等に適用さ
れる消弧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、回路遮断器等の遮断時に発
生するアークを消弧する消弧装置として、特公平１−２
７４３２２号に開示されるものを出願した。このもの
は、図10乃至図12に示すように、固定接触子1 と可動接
触子8 とヨーク10と冷却部材13を有している。

【０００３】固定接触子1 は、導電材料製であって、大
略ヘ字状をなし一方の端部にアークが転流する転流面2b
を有する矩形状の端子部2 、他方の端部から中央部を折
り曲げてその先端が端子部2 の近傍まで延び、その先端
付近に固定接点6 を設けた接触部3 、固定接点6 の両側
において、すなわち接触部3 を除く部分であって端子部
2 と他方の端部を連結する駆動部4 を有して形成され
る。この駆動部4 は、全体形状が大略ヘ字状をなすもの
であるため、一種のコイルとなり、アークを駆動する磁
界を発生する。

【０００４】可動接触子8 は、固定接点6 と接離する可
動接点9 をその先端部下面に有しており、固定接点6 と
可動接点9 とで接点部を形成している。接点部は、電源
と負荷の間に挿入されるものであって、可動接触子8
は、その電路に過電流が通過したことを検出する過電流
検出回路（図示せず）により駆動され、電路に過電流が
通過すると接点部が開極するようになっている。

【０００５】ヨーク10は、磁性材料製で両駆動部4、4 に
またがる形に配設され、対向片10a,10a と連結片10b に
て略Ｕ字状をなして、駆動部4 による磁束が各片を通
り、且つ対向片端面から開離した両接点間を通るように
なっている。

【０００６】冷却部材13は、加熱されたとき熱分解ガス
を発生する絶縁材料製であって、両接点6,9 間に発生し
たアークに曝されるとともにヨーク10の内面及び固定接
触子1 を覆うように形成される。

【０００７】この消弧装置は、次のように動作する。接
点部が閉極状態であるときには、駆動部4 を通過する電
流により駆動部4 の回りには磁界が生じている。ここ
で、接点部が開極すると、固定接点6 と可動接点9 の間
にアーク（Ｚ）が発生し、このアークと上記磁界との相
互作用であるローレンツ力により、アークは端子部2 の
方向に付勢される。つまり、アーク長が引き伸ばされ
る。そして、アークは、その一端が端子部2 の転流面2b
に移行するとともに、アークにより冷却部材13は加熱さ
れて熱分解ガスが発生することにより、アークは冷却さ
れ、また、アークの伸長の効果で、アーク電圧は上昇す
るため、急速な電路の遮断を行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した消弧装置は、
アークの伸長の効果や冷却部材でもって、アーク電圧を
急激に上昇して急速な電路の遮断を行うことができる。
しかし、近年、負荷の大容量化に伴い、大電流を遮断す
る機会が多くなってきており、大電流になるほど電路の
遮断に時間を要するため、さらなる急速な電路の遮断が
可能な消弧装置が望まれている。

【０００９】本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもの
で、電路の遮断性能のよい消弧装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項１記載の消弧装置は、アークが転流する転
流面を有して一方の端部に設けた略矩形状の端子部、他
方の端部から端子部の近傍まで延びその先端付近に固定
接点を設けた接触部、固定接点の両側において湾曲部分
を有し一方の端部と他方の端部間を連結する駆動部を有
する固定接触子と、固定接点と接離する可動接点を設け
た可動接触子と、対向片と連結片にて略コ字状をなし駆
動部による磁束が各片を通るよう駆動部の上方に配設さ
れる磁性材料製のヨークと、両接点間に発生したアーク
に曝されるとともにヨークの内面及び固定接触子を覆う
よう形成された絶縁材料製の冷却部材と、を有した消弧
装置において、前記冷却部材に、固定接触子の端子部の
転流面に当接するものであって、固定接触子の長軸に直
交する方向の幅が、固定接点の幅より短く開口する開口
部を設け、この開口部を、円形の穴状に形成した構成と
している。

【００１１】また、請求項２記載の消弧装置は、アーク
が転流する転流面を有して一方の端部に設けた略矩形状
の端子部、他方の端部から端子部の近傍まで延びその先
端付近に固定接点を設けた接触部、固定接点の両側にお
いて湾曲部分を有し一方の端部と他方の端部間を連結す
る駆動部を有する固定接触子と、固定接点と接離する可
動接点を設けた可動接触子と、対向片と連結片にて略コ
字状をなし駆動部による磁束が各片を通るよう駆動部の
上方に配設される磁性材料製のヨークと、両接点間に発
生したアークに曝されるとともにヨークの内面及び固定
接触子を覆うよう形成された絶縁材料製の冷却部材と、
を有した消弧装置において、前記冷却部材に、固定接触
子の端子部の転流面に当接するものであって、固定接触
子の長軸に直交する方向の幅が、固定接点の幅より短く
開口する開口部を設け、前記固定接触子の接触部に、そ
の固定接点と反対側に当接するものであって、固定接点
近傍より端子部の方向に延設する導電材料製のアーク走
行板を設け、このアーク走行板に、その固定接点の側に
取着されるものであって、固定接触子の長軸に直交する
方向の幅が、固定接点の幅より短く開口する露出部を有
する絶縁材料製のガイド部材を設けた構成としている。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】請求項１記載の構成によれば、冷却部材の開口
部の幅が固定接点の幅より短いため、転流面に移行した
アークの足の幅も固定接点の幅より短くなり、アーク径
が減少する結果、アーク電圧が急激に上昇してアークの
消弧能力が向上させられる。しかも、開口部が円形の穴
状に形成されているため、開口部の製造が容易となる。

【００１８】また、請求項２記載の構成によれば、冷却
部材の開口部の幅が固定接点の幅より短いため、転流面
に移行したアークの足の幅も固定接点の幅より短くな
り、アーク径が減少する結果、アーク電圧が急激に上昇
してアークの消弧能力が向上させられる。しかも、アー
ク走行板により端子部に接近するため、アークがさらに
転流面に移行しやすくなる。更に、露出部の幅が固定接
点の幅より短いため、アーク走行板の露出部に移行した
アークの足の幅も固定接点の幅より短くなり、アーク径
が減少する結果、アーク電圧の上昇が促進されるととも
に、絶縁材料製のガイド部材の熱容量により、アークに
より発生する熱の一部がガイド部材に吸収される。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【実施例】以下、本発明の第１参考例を図１及び図２に
基づいて説明する。なお、従来例で説明したものと基本
的な機能が同様な部材には、同一の符号を付している。

【００２５】図１は、消弧装置の分解斜視図であり、消
弧装置は固定接触子1 、可動接触子8 、ヨーク10、及び
冷却部材13より構成されている。

【００２６】固定接触子1 は、横片と縦片とにより大略
Ｌ字状をなし、一方、すなわち横片の端部に端子部2 、
他方の端部、すなわち縦片に基端が接続し先端が端子部
2 の近傍まで延びる接触部3 、アークを磁気駆動するべ
く端子部2 と他方の端部間に連結形成される駆動部4 に
より構成されており、板状の導電材料を折り曲げること
により形成されている。具体的には、板材を略コ字状の
刃を有するプレスで打ち抜き、接触部4 が端子部2 と平
行を保ったままで横片と縦片とにより大略Ｌ字状をなす
よう縦片を折り曲げる。

【００２７】端子部2 は、略矩形板状であって、その内
縁2aには、後述するアークが転流して付着する転流面2b
を有し、その外縁2cの近傍には、電線を接続するための
端子ネジ5 が螺合している。接触部3 は、端子部2 とほ
ぼ平行であって、長手方向にやや離れた位置に設けられ
ている。上面には固定接点6 を有し、固定接点6 より先
端部3aにかけてアークが走行する走行部7 となってい
る。

【００２８】駆動部4 は、端子部2 の内縁2aと接触部3
の外縁3bを連結するものであり、固定接点6 を挟む様な
形で端子部2 の両側部からそれと略同一平面内に延設
し、接触部3 の外縁3bに至るまでに略４半弧状に湾曲し
た部分を有するよう一対の長尺平板を曲げることにより
構成されている。

【００２９】可動接触子8 は、固定接点6 と接離する可
動接点9 をその先端部下面に有しており、固定接点6 と
可動接点9 とで接点部を形成している。接点部は、電源
と負荷の間に挿入されるものであって、可動接触子8
は、その電路に過電流が通過したことを検出する過電流
検出回路（図示せず）により駆動され、電路に過電流が
流れると接点部が開極するようになっている。また、駆
動部4 の上端は、可動接点9 が固定接点6 から最も離れ
るときの可動接点9 の位置よりも下方に位置している。
すなわち、固定接点6 から駆動部4 の上端までの距離
は、接点部の最大開極距離よりも小さく設定されてい
る。

【００３０】ヨーク10は、磁性材料でもって両駆動部4
に跨がるようにその上方に設けられており、可動接触子
8 の両側に配設される一対の対向片10a,10a と、両対向
片10a,10a の上端部間を磁気的に短絡する連結片10b と
が一体に連続して断面形状が下方に開口した略コ字状に
形成されている。そして、駆動部4 による磁束が各片を
通り、且つ対向片10a 端面から開離した両接点間を通る
ようになっている。

【００３１】冷却部材13は、絶縁材料で形成されてお
り、後述するアークに曝されるようヨーク10の内周面及
び固定接触子1 の上部を覆うように設けられている。絶
縁材料としては、アーク熱により熱分解ガスを発生する
材料、例えば、メラミン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂
等が用いられる。すなわち、この熱分解ガスによりアー
クを冷却し、迅速な消弧を行う。冷却部材13は、接触部
3 と駆動部4 との間を仕切る仕切り片13a 、接触部3 の
一部を覆う覆い片13b 、駆動部4 の上面を覆う突片13c
、及び端子部2 の内縁2aを覆う被覆片13d を有する。
また、被覆片13d には、固定接触子1 の転流面2bを露出
する開口部13e を有している。この開口部13e は、固定
接触子1 の長軸に直交する方向の幅（Ｗ１）が、固定接
点6 の幅（Ｗ２）より短いものであって、固定接点6 の
側、すなわち、端子部2 の内縁2aの側より数ミリ程度だ
け外縁2cの側に延設するスリット状に形成されている。
また、13f は排気口である。

【００３２】また、図２において、15は回路遮断器本体
で、前述した消弧装置の各構成部品を収納する略箱体で
あって樹脂等で形成される。16は排気板で、消弧装置で
消弧されたアークのアークガスが流れるものであって、
複数個の排気口16a,16a …を有する平板状に形成されて
回路遮断器本体15に取着される。17は圧着端子で、電線
18を固定接触子1 の端子部2 の端子ネジ5 に接続する。

【００３３】次に、以上のような構成における動作につ
いて図２に基づいて説明する。接点部の固定接点6 と可
動接点9 が開極すると、接点間にアークが発生する。こ
のアークは、駆動部4 により発生する磁束により、Ａ方
向にローレンツ力を受け、その一端が接触部3 の走行部
7 の先端の方へ移行して伸長する（Ｚ２）。接点部の開
極距離が長くなるとともにアークはさらに伸長し、その
一端が端子部2 の転流面2bに移行する（Ｚ３）。冷却部
材13の開口部13e の幅が固定接点6 の幅より短いため、
転流面2bに移行したアークの足の幅も固定接点6 の幅よ
り短くなり、アーク径が減少する結果、アーク電圧が急
激に上昇してアークが消弧し、電路が遮断される。そし
て、そのアークの消弧により発生したアークガスは、排
気板16の排気口16a を通って、外部に排出される。

【００３４】この消弧装置は、開口部13e が端子部2 の
固定接点6 の側より延設するスリット状に形成されてい
るため、転流面2bにアークが移行しやすい。

【００３５】図３及び図４は、上記第１参考例を変形し
た本発明の第１実施例で、開口部13e を、円形の穴状に
形成したものである。この開口部13e は、端子部2 に直
交する方向に対して固定接点6 の側に所定角度傾くよう
形成されている。このものは、開口部13e が円形の穴状
であるため、その開口部13e の製造が容易となるので、
生産性が向上する。なお、開口部13e は、端子部2 の上
面が開口するよう設けたが、端面または上面から端面に
跨がる角部が開口するよう設けてもよい。

【００３６】図５及び図６は、上記第１参考例を変形し
た第２参考例で、転流面2bに開口部13e に向けて突出す
るアーク付着体19を設けたものである。このアーク付着
体19は、端子部2 と同一材料で円錐状に形成される。こ
のものは、アーク付着体19に電界集中が生じやすいた
め、アークが転流面2bに移行しやすくなるので、より一
層急速に電路を遮断することができる。

【００３７】次に、本発明の第３参考例を図７及び図８
に基づいて説明する。この参考例は、第１参考例にアー
ク走行板を設けたものである。

【００３８】アーク走行板14は、アークが走行するもの
で、導電材料製であり、対向片14a,14a と連結片14b に
て略コ字状をなし、連結片14b が接触部3 の固定接点6
と反対側に当接して端子部2 の方向に延設するととも
に、対向片14a,14a の間に固定接点6 が位置するよう固
定接触子1 の接触部3 に取着される。この対向片14a,14
a は、冷却部材13の仕切り片13a の外側を囲むように設
けられる。また、連結片14b の固定接触子1 の長軸に直
交する方向の幅（Ｗ３）は、固定接点6 の幅（Ｗ２）よ
り短くなるよう形成される。

【００３９】このものは、アーク走行板14により端子部
2 に接近するため、アークがさらに転流面2bに移行しや
すくなるとともに、アーク走行板14の連結片14b の幅が
固定接点6 の幅より短いため、アーク走行板14に移行し
たアークの足の幅も固定接点6 の幅より短くなり、アー
ク径が減少する結果、アーク電圧の上昇が促進されるの
で、より一層急速に電路を遮断することができる。

【００４０】図９は、上記第３参考例を変形した本発明
の第２実施例で、アーク走行板14にガイド部材20を設け
たものである。ガイド部材20は、アークの走行のガイド
をするとともに、アーク走行板14の変形を防止するもの
で、熱容量の大きな絶縁材料で形成される。このガイド
部材20は、アーク走行板14の固定接点6 の側で接触部3
と当接しない位置に取着されるもので、固定接触子1 の
長軸に直交する方向の幅が、固定接点6 の幅（Ｗ２）よ
り短く開口する露出部20a を有する。この露出部20a
は、固定接点6 の側より所定距離だけ延設するスリット
状に形成されている。

【００４１】このものは、アーク走行板14の連結片14b
の幅が固定接点6 の幅より短くない場合でも、露出部20
a の幅が固定接点6 の幅より短いため、アーク走行板14
の露出部20a に移行したアークの足の幅も固定接点6 の
幅より短くなり、アーク径が減少する結果、アーク電圧
の上昇が促進されるとともに、絶縁材料製のガイド部材
20の熱容量により、アークにより発生する熱の一部がガ
イド部材20に吸収されるので、より一層急速に電路を遮
断することができるとともに、アーク走行板14の変形や
溶解が抑制される。

【００４２】なお、本実施例において、冷却部材13の開
口部13e はスリット状、あるいは円状に限定されるもの
ではなく、固定接点6 の幅より短い幅を有する開口であ
ればよい。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の消弧装置は、冷却部材の
開口部の幅が固定接点の幅より短いため、転流面に移行
したアークの足の幅も固定接点の幅より短くなり、アー
ク径が減少する結果、アーク電圧が急激に上昇してアー
クの消弧能力が向上させられるので、急速に電路を遮断
することができる。しかも、開口部が円形の穴状に形成
されているため、開口部の製造が容易となるので、生産
性が向上する。

【００４４】また、請求項２記載の消弧装置は、冷却部
材の開口部の幅が固定接点の幅より短いため、転流面に
移行したアークの足の幅も固定接点の幅より短くなり、
アーク径が減少する結果、アーク電圧が急激に上昇して
アークの消弧能力が向上させられるので、急速に電路を
遮断することができる。しかも、アーク走行板により端
子部に接近するため、アークがさらに転流面に移行しや
すくなるので、より一層急速に電路を遮断することがで
きる。更に、露出部の幅が固定接点の幅より短いため、
アーク走行板の露出部に移行したアークの足の幅も固定
接点の幅より短くなり、アーク径が減少する結果、アー
ク電圧の上昇が促進されるとともに、絶縁材料製のガイ
ド部材の熱容量により、アークにより発生する熱の一部
がガイド部材に吸収されるので、より一層急速に電路を
遮断することができるとともに、アーク走行板の変形や
溶解が抑制される。

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１参考例を示す消弧装置の分解斜視
図である。

【図２】その消弧装置のアーク発生時の断面図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す消弧装置の分解斜視
図である。

【図４】その消弧装置のアーク発生時の断面図である。

【図５】本発明の第２参考例を示す消弧装置の分解斜視
図である。

【図６】その消弧装置のアーク発生時の断面図である。

【図７】本発明の第３参考例を示す消弧装置の分解斜視
図である。

【図８】その消弧装置のアーク発生時の断面図である。

【図９】本発明の第２実施例を示す消弧装置の分解斜視
図である。

【図10】本発明の従来例を示す消弧装置の斜視図であ
る。

【図11】その消弧装置の分解斜視図である。

【図12】その消弧装置のアーク発生時の断面図である。

【符号の説明】

1 固定接触子 2 端子部 3 接触部 4 駆動部 5 端子ネジ 6 固定接点 7 走行部 8 可動接触子 9 可動接点 10 ヨーク 13 冷却部材 13e 開口部 14 アーク走行板 15 回路遮断器本体 20 ガイド部材 20a 露出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者香川卓也大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (56)参考文献特開平１−274322（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−133623（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−30034（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 71/00 - 83/22 H01H 9/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アークが転流する転流面を有して一方の
端部に設けた略矩形状の端子部、他方の端部から端子部
の近傍まで延びその先端付近に固定接点を設けた接触
部、固定接点の両側において湾曲部分を有し一方の端部
と他方の端部間を連結する駆動部を有する固定接触子
と、固定接点と接離する可動接点を設けた可動接触子
と、対向片と連結片にて略コ字状をなし駆動部による磁
束が各片を通るよう駆動部の上方に配設される磁性材料
製のヨークと、両接点間に発生したアークに曝されると
ともにヨークの内面及び固定接触子を覆うよう形成され
た絶縁材料製の冷却部材と、を有した消弧装置におい
て、前記冷却部材に、固定接触子の端子部の転流面に当接す
るものであって、固定接触子の長軸に直交する方向の幅
が、固定接点の幅より短く開口する開口部を設け、この
開口部を、円形の穴状に形成したことを特徴とする消弧
装置。
【請求項２】アークが転流する転流面を有して一方の
端部に設けた略矩形状の端子部、他方の端部から端子部
の近傍まで延びその先端付近に固定接点を設けた接触
部、固定接点の両側において湾曲部分を有し一方の端部
と他方の端部間を連結する駆動部を有する固定接触子
と、固定接点と接離する可動接点を設けた可動接触子
と、対向片と連結片にて略コ字状をなし駆動部による磁
束が各片を通るよう駆動部の上方に配設される磁性材料
製のヨークと、両接点間に発生したアークに曝されると
ともにヨークの内面及び固定接触子を覆うよう形成され
た絶縁材料製の冷却部材と、を有した消弧装置におい
て、前記冷却部材に、固定接触子の端子部の転流面に当接す
るものであって、固定接触子の長軸に直交する方向の幅
が、固定接点の幅より短く開口する開口部を設け、前記固定接触子の接触部に、その固定接点と反対側に当
接するものであって、固定接点近傍より端子部の方向に
延設する導電材料製のアーク走行板を設け、このアーク
走行板に、その固定接点の側に取着されるものであっ
て、固定接触子の長軸に直交する方向の幅が、固定接点
の幅より短く開口する露出部を有する絶縁材料製のガイ
ド部材を設けたことを特徴とする消弧装置。