JP3905528B2 - 開閉器 - Google Patents
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Description
先ず、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って可動鉄心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から離れて、可動接点6Dと固定接点8Aとの間にア−ク12が発生する。
その後、発生したア−ク12は、図20に示されているように、磁性体製の金属消弧板13に吸引され、アーク12の足が図示の12Aから12Bのように転移して行き、遂には、金属消弧板13に至って冷却され、電流が遮断される。
アーク12Aの足は、可動接触子6の底面部6Aから流入する電流iaによって、端面部6Cの上方、即ち箱の開口縁側へと駆動されて、転移されて行く。 他方、このアーク12Aの足は、側面部6Bから端面部6Cを経由して流入する電流ibによって、可動接点6D側へ逆に押し戻される力を受ける。これによって、金属消弧板13方向への駆動力が弱められるので、アーク12が金属消弧板13に吸引されるまでに長時間を要して、短時間での遮断ができず、遮断性能が劣るという問題があった。
本発明は、かかる問題を解消し、高性能の開閉器の提供を目的とする。
実施の形態1は、長方形状の底面部と、当該底面部の2つの短辺側からそれぞれ立ち上がる端面部と、当該底面部の長方形の2つの長辺側からそれぞれ立ち上がる側面部とから成る箱状の可動接触子を備えた開閉器において、上記側面部と端面部との接合辺近傍であって、側面部の端面部近傍に、箱の開口縁から底面部に向かって切り欠かれた切欠部を設けたものである。
図1は、この実施の形態1を示す開閉器の部分断面図である。
図中の符号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ばね7により保持されている可動接触子である。図2はこの可動接触子6の斜視図、図3は図2のAーB断面図、図4は図2のCーD断面図である。
尚、図中の符号8は固定接触子で、その表面に固定接点8Aが接合されており、13はこの固定接点8Aと可動接点6Aとの間に発生するアーク12を消弧するための、例えば鉄のような磁性体で構成された金属消弧板である。
しかるに、以下の実施の形態に示す本発明では、アーク転移板20が不用であるので部品点数が少なくて済み、又、ロー付けやリベット打ちなどの加工作業が不用であるので、製造工程が少なく量産に適した、低コストの開閉器を提供することができる。
その後、このア−ク12は、磁性体の金属消弧板13に吸引されて、符号12Aに示す転移状態を経由し、符号12Bに示すように、固定接点8A側のアーク12の足が金属消弧板13に転移して冷却され、電流が遮断される。
又、アーク12が金属消弧板13に吸引されるまでの時間が短くなることに伴い、遮断に至るまでの時間が短縮されることにより、高頻度開閉時でも、可動接触子6の温度上昇が低くなり、可動接触子6に接触するクロスバー5の熱損傷を低減できるので、クロスバー5が破損しにくい。同様に、可動接触子6に接触するばね7の温度上昇も低くなって、ばね7の熱劣化が抑制さればね7がへたりにくくなる。
以上、要するに、この実施の形態1によれば、部品点数が少なく、製造工程が少なく、遮断性能に優れ、接点の消耗が少なく、高頻度開閉時でもクロスバー5が破損しにくく、ばね7の熱劣化も少ないという特長を合わせ持った開閉器を提供することができるのである。
実施の形態2は、長方形状の底面部と、当該底面部の2つの短辺側からそれぞれ立ち上がる端面部と、当該底面部の長方形の2つの長辺側からそれぞれ立ち上がる側面部とから成る箱状の可動接触子を備えた開閉器において、上記側面部と端面部との接合辺近傍であって、端面部の側面部側近傍に、箱の開口縁から底面部に向かって切り欠かれた切欠部を設けたものである。図6は、この実施の形態2を示す可動接触子6の斜視図であり、図7は図6のA−B断面図、図8は図6のCーD断面図である。
この実施の形態2では、切欠部6Eが端面部6Cにおける側面部6Bの近傍に、上記実施の形態1で示したと同様の形状で設けられている。
従って、実施の形態1の場合と同様に、側面部6Bから端面部6Cを経由してアーク12に流れ込む電流をなくすことができ、アーク12を金属消弧板13側方向へ転移させる駆動力が強化されるので、アーク12が金属消弧板13に吸引されるまでの時間が短くなり、その結果、遮断性能が改善される。
ところで、図示したアーク12の位置では、電流i1の端面部6Cにおける電流パスの長さは、電流i2の端面部6Cにおける電流パスの長さより長いので、電流i1によるアーク駆動力は、電流i2によるアーク駆動力より強くなる。従って、このアーク12Aは図上右側方向へと駆動され、同図12Bに示す側面部6B(図上右)側の位置に転移してしまう。このようになると、アーク12Bは、アークカバー11の側壁11Aの相間絶縁部の近傍に形成されることになるので、アークカバー11の相間絶縁部が熱的損傷を強く受けて、開閉寿命が短くなる。
実施の形態3は、長方形状の底面部と、当該底面部の2つの短辺側からそれぞれ立ち上がる端面部と、当該底面部の長方形の2つの長辺側からそれぞれ立ち上がる側面部とから成る箱状の可動接触子を備えた開閉器において、切欠部6Eが上記側面部と端面部とにまたがって設けられたもので、箱の隅部が開口縁から底面部に向かって切り欠かれ、更に、底面部6Aの隅部までも角形に切り欠かれている。図11は、この実施の形態3を示す可動接触子6の斜視図であり、図12は図11のA−B断面図、図13は図11のC−D断面図である。
この実施の形態3では、切欠部6Eの一部が端面部6C側に掛かって設けられることになるので、上記実施の形態2と同様な作用効果が得られる。
しかし、この実施の形態3では、切欠部6Eが側面部6Bと端面部6Cとにまたがって設けられているから、アーク12は端面部6Eに形成されてそこに留まり、側面部6Bへは転移されない結果、アークボックス11の側壁11Aがアーク熱損傷を受けて、開閉寿命が短縮されるという問題は解決される。
この実施の形態4は、長方形状の底面部と、当該底面部の2つの短辺側からそれぞれ立ち上がる端面部と、当該底面部の長方形の2つの長辺側からそれぞれ立ち上がる側面部とから成る箱状の可動接触子を備えた開閉器に関し、側面部と端面部との接合辺近傍に箱の開口縁から底面部に向かって切り欠かれた切欠部を設けたこの開閉器において、固定接触子8に設けられるアークランナ14に、固定接点8Aの近傍位置からアーク駆動方向へ向けて先細りとなる溝14Bを設けたものである。尚、この実施の形態4では、可動接触子としては図11に示す可動接触子6が用いられている。
アークランナ14にこのような構成の溝14Bを設けることによって、固定接点8Aの上に形成されたアーク12は、磁性体のアークランナ14と金属消弧板13とによって駆動され、このアーク12の足はアークランナ14に速やかに転移する。
転移後このアーク12は、アークランナ14に流れる電流が作る磁場により駆動され、アークランナ14の表面を走行して、金属消弧板13に至り、ここで冷却され消弧される。
しかし、本発明にかかる例えば上記実施の形態4に示す可動接触子6では、その先端部、実施の形態では端面部6Cの幅が小さくなっている上、アークランナ14側に上記のような溝14Bが設けてあるので、両者の間隔が確保され、このような問題を回避することができた。
従って、遮断性能と開閉寿命に優れた開閉器を提供することができる。尚、実施の形態4で示す溝14Bは,固定接点8A側から金属消弧板13側へ向けて次第に溝幅が細くなるようアークランナ14の延在方向中央に形成してある。
尚、アークランナ14の表面位置は、図18に示すように、固定接点8Aの表面位置より上にあってもよい。この場合、固定接点8Aに発生したアーク12の足は短い時間でアークランナ14に転移するので、接点消耗を大きく低減できる。
実施の形態5は、本発明の開閉器における可動接触子6を磁性材で構成したことにある(図示せず)。
可動接点6Dと固定接点8Aとの間に発生したアーク12は、磁性体で構成された金属消弧板13で引き寄せられるように駆動され、金属消弧板13側に移動する。その際、可動接触子6を磁性体にて構成しておくと、発生したアーク12が金属消弧板13の駆動によって少し移動すると、アーク12は磁性体で構成された可動接触子6による吸引力が付加されて、一層速く金属消弧板13側へと駆動される。この結果、アーク12が発生して消弧されるまでの所要時間が大幅に短縮化され、遮断性能が一層改善される。
実施の形態6は、長方形状の底面部と、当該底面部の2つの短辺側からそれぞれ立ち上がる端面部と、当該底面部の長方形の2つの長辺側からそれぞれ立ち上がる側面部とから成る箱状の可動接触子を備えた開閉器に関し、側面部と端面部との接合辺近傍に、箱の開口縁から底面部に向かって切り欠かれた切欠部を設けた開閉器において、底面部と端面部との接合辺の近傍にわたって、当該接合辺と例えば直交する断面において、底面部と端面部との両部の境界等において移動しようとするアーク14を謬着させないよう、滑らかに連続する曲面として形成したものである。
この結果、アーク12の足が可動接触子6の底面部6Aと端面部6Cの境界部で停滞することなく走行するので、アーク12が速やかに端面部6Cの先端まで駆動され易くなり、従って、遮断性能が向上すると共に、接点接合部のロー材が溶融しにくくなる。即ち、アーク12の足が可動接触子6の底面部6Aと端面部6Cの境界部で膠着する現象を抑制できるので、接点接合部のロー材が溶融しにくくなり、接点消耗を顕著に低減できることになる。
以上のように、この実施の形態6によれば、遮断性能に優れ、接点の消耗が少なく、高頻度開閉時でもクロスバー5が破損しにくく、ばね7の熱劣化も少ないという特長が更に大きくなり、高性能な開閉器を提供することができる。
Claims (3)
- 方形状の底面部と、当該底面部の2つの短辺側からそれぞれ立ち上がる端面部と、当該底面部の長方形の2つの長辺側からそれぞれ立ち上がる側面部とから成る箱状の可動接触子を備えた開閉器において、
上記可動接触子は、単一の部材で一体物として形成され、かつ、上記側面部と端面部との接合辺近傍に、側面部と端面部とにまたがって、箱の開口縁から底面部に向かって切り欠かれた切欠部を設けたことを特徴とする開閉器。 - 可動接触子は磁性材で構成されたことを特徴とする請求項1記載の開閉器。
- 底面部と端面部との接合辺近傍は断面において両部が連続する曲面に構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の開閉器。
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