JP6169289B1

JP6169289B1 - 開閉器

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Publication number: JP6169289B1
Application number: JP2016559457A
Authority: JP
Inventors: 優人久保田; 知孝矢野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2036-04-28
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Abstract

開閉器（１）は、動作軸（５０）上に設けられて互いに往復移動可能とされた第１の接触子（２）および第２の接触子（３）を備える。第２の接触子（３）のうち第１の接触子（２）と反対側となる端部は収容箱部（４２）の収容空間（４４）に収容されている。第１の接触子（２）が第２の接触子（３）に近接する際に発生するアークによって収容空間の圧力が上昇する。圧力の上昇によって第２の接触子（３）が第１の接触子（２）に向けて移動する。

Description

本発明は、固定接触子と可動接触子とを備える開閉器に関するものである。

ガス絶縁開閉装置には、固定接触子と可動接触子との接触および離間によって、回路の接続および断路を行う複数の開閉器が設けられる。開閉器には、機器点検時の主回路の接地用として用いられる接地開閉器がある。特許文献１に開示されているように、主回路を接地する場合、接地側の可動接触子を移動させて、主回路側の固定接触子に接触させる。可動接触子を固定接触子に接触させる場合には、主回路が予め断路されて固定接触子に電圧が印加されていない状態とされる。

特開２００９−１６３９４６号公報

このような開閉器には、主回路が断路されておらず閉路された状態のまま、可動接触子を固定接触子に誤って接触させた場合であっても、安全に投入可能であるとする責務が要求されるものがある。この責務を果たすためには、可動接触子と固定接触子との間でのアークの発生時間を短縮する必要がある。そのために、可動接触子を高速に動作させることで、アークが発生してから可動接触子が固定接触子に接触するまでの時間の短縮化が図られていた。そのため、可動接触子を高速動作させるために操作装置の大型化および高コスト化が問題となってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アークの発生時間を長期化することなく可動接触子の動作速度の低速化を図ることで、操作装置の小型化および低コスト化を図ることができる開閉器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる開閉器は、動作軸に沿った第１の方向と第１の方向と反対の第２の方向とに往復移動可能に設けられた第１の接触子と、第１の接触子の第１の方向側に設けられるとともに動作軸に沿った第１の方向と第２の方向とに往復移動可能に設けられた第２の接触子と、を備える。また、開閉器は、第２の接触子のうち第１の方向側となる一端部を収容する収容空間が内部に有し、第２の接触子が貫通可能な開口が形成されて、開口を通して第２の接触子のうち一端部の反対である他端部を収容空間の外部に露出させた収容箱部と、収容箱部の開口から第２の方向に立設されて第２の接触子の側面を囲む囲み部と、第２の接触子と囲み部との間に設けられて、第２の接触子と囲み部とに当接するスライドコンタクト部と、を備える。また、開閉器は、第２の接触子のうち収容空間に収容された部分に一体に形成されて、収容空間を、第１の方向側の第１の空間と、第２の方向側の第２の空間とに区画する区画部と、第２の接触子を第１の方向に付勢する付勢部と、を備える。第１の接触子、第２の接触子、収容箱部、囲み部およびスライドコンタクト部は導体で形成される。区画部は絶縁体で形成される。第１の接触子は、第２の接触子の側面に当接可能とされた第１の当接部と、第１の当接部よりも第１の方向側に設けられて囲み部の外側面に当接可能とされた第２の当接部と、第１の当接部よりも第１の方向側に設けられて第２の接触子との間にアークを発生させるアーク発生部と、を有する。収容空間の内壁面のうち第１の空間を構成する内壁面には、第２の接触子の一端部と対向する対向部が形成される。第２の接触子の側面には、付勢部の付勢力によって第２の接触子が第１の方向側に配置された状態でスライドコンタクト部と当接する部分に絶縁体からなる絶縁ガイド部が設けられる。

本発明にかかる開閉器によれば、アークの発生時間を長期化することなく可動接触子の動作速度の低速化を図ることで、操作装置の小型化および設計自由度の向上を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる開閉器の概略構成を示す断面図図１に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図実施の形態１にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態１にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態１にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態１にかかる開閉器の動作を説明する図本発明の実施の形態２にかかる開閉器の概略構成を示す断面図実施の形態２にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態２にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態２にかかる開閉器の動作を説明する図本発明の実施の形態３にかかる開閉器の概略構成を示す断面図実施の形態３にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態３にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態３にかかる開閉器の動作を説明する図実施の形態３にかかる開閉器の動作を説明する図

以下に、本発明の実施の形態にかかる開閉器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる開閉器の概略構成を示す断面図である。接地開閉器である開閉器１は、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）ガスなどの電気的な絶縁性および消弧性を有する絶縁ガスが封入されたタンク（図示を省略）内に設けて使用される。開閉器１は、主可動子５と、第１の接触子である可動接触子２と、第２の接触子である中間接触子３と、ガイド体４とを備える。

主可動子５は、導体で形成された棒状の部材であり、動作軸５０に沿って往復移動可能に設けられている。可動接触子２は、導体で形成されて主可動子５に連結された部材であり、主可動子５とともに動作軸５０に沿って往復移動可能とされている。

中間接触子２は、導体で形成された棒状の部材であり、主可動子１に対向して設けられて、動作軸５０に沿って往復移動可能とされている。以下の説明において、動作軸５０に平行であって可動接触子２から中間接触子３に向かう方向を第１の方向として矢印Ｘで図示する。また、動作軸５０に平行であって中間接触子３から可動接触子２に向かう方向を第２の方向として矢印Ｙで図示する。

図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。可動接触子２は、動作軸５０を中心として主接触子５の周囲に設けられる。可動接触子２は、複数の接点部２ａと、付勢部２ｂとを有する。図２に示すように、複数の接点部２ａは、主接触子５の周囲に環状に並べて配置されている。付勢部２ｂは、複数の接点部２ａを外側から囲む環状のばね部材であり、複数の接点部２ａを動作軸５０に向けて付勢する。

可動接触子２の接点部２ａには、可動接触子２を矢印Ｘに示す方向に移動させることで、中間接触子３の側面３ｃに当接される第１の当接部２１が形成されている。より具体的には、第１の当接部２１は、接点部２ａから動作軸５０に向けて突出するように形成されている。

また、可動接触子２の接点部２ａには、可動接触子２を矢印Ｘに示す方向に移動させることで、ガイド体４の囲み部４１の外側面４１ａに当接される第２の当接部２２が形成されている。なお、囲み部４１の詳細な構成については後述する。第２の当接部２２は、第１の当接部２１よりも矢印Ｘに示す方向側に設けられる。また、第２の当接部２２は、接点部２ａから動作軸５０に向けて突出するように形成される。第２の当接部２２と動作軸５０との距離は、第１の当接部２１と動作軸５０との距離よりも長くなっている。

また、可動接触子２の接点部２ａには、可動接触子２を矢印Ｘに示す方向に移動させる過程で、中間接触子３との間にアークを発生させるアーク発生部である可動側アーク電極２３が形成されている。可動側アーク電極２３は、第２の当接部２２よりも矢印Ｘに示す方向側、より具体的には矢印Ｘに示す方向側の先端に設けられている。

中間接触子３は、上述したように動作軸５０に沿って往復移動可能に設けられている。中間接触子３は、矢印Ｘに示す方向側となる一端部３ａに、ガイド体４との間にアークを発生させる第１中間側アーク電極６を有する。なお、ガイド体４のうち第１中間側アーク電極６との間にアークを発生させる部分については後に詳説する。また、中間接触子３は、矢印Ｙに示す方向側となる他端部３ｂに、可動側アーク電極２３との間にアークを発生させる第２中間側アーク電極７を有する。

ガイド体４は、導体で形成された収容箱部４２と、導体で形成された囲み部４１とを有する。収容箱部４２は、中間接触子３の一端部３ａを収容する収容空間４４が内部に形成された箱状の部材である。また、収容箱部４２には、中間接触子３が貫通可能な開口４２ａが形成されて、収容空間４４の内部と外部とが連通されている。一端部３ａが収容空間４４に収容された中間接触子３は、開口４２ａを通して他端部３ｂが収容空間４４の外部に露出している。

収容箱部４２の収容空間４４を構成する内壁面のうち、中間接触子３の一端部３ａと対向する部分には、中間接触子３に向けて突出する突部４２ｂが形成されている。収容箱部４２は、中間接触子３の第１中間側アーク電極６との間にアークを発生させる箱部側アーク電極４３を突部４２ｂの先端に有する。

囲み部４１は、収容箱部４２の開口４２ａから矢印Ｙに示す方向側に立設されて、中間接触子３の側面３ｃの周囲を囲む。中間接触子３は、囲み部４１に支持されることで、動作軸５０に沿って往復移動可能とされている。

囲み部４１と中間接触子３との間には、囲み部４１と中間接触子３とに当接するスライドコンタクト部８が設けられている。スライドコンタクト部８は、例えば囲み部４１の内側面に形成された溝に嵌められたばねである。スライドコンタクト部８は、中間接触子３が移動する際にも、囲み部４１と中間接触子３とに当接している。可動接触子２が矢印Ｘに示す方向に移動することで、囲み部４１の外側面４１ａに可動接触子２の第２の当接部２２が当接される。このように、囲み部４１は、中間接触子３を保持するとともに、可動接触子２と当接する固定接触子としても機能する。

中間接触子３の側面３ｃのうち収容箱部４２に収容される部分には、絶縁体で形成された区画部９が設けられている。区画部９は、中間接触子３と一体に形成されており、中間接触子３とともに収容箱部４２の収容空間４４内で往復移動可能とされている。区画部９は、中間接触子３の側面３ｃから動作軸５０と垂直な方向に立設されており、収容箱部４２の内部の収容空間４４を、第１の空間４４ａと第２の空間４４ｂとに区画する。

第１の空間４４ａは、第２の空間４４ｂよりも矢印Ｘに示す方向側に設けられる。中間接触子３が一端部３ａに有する第１中間側アーク電極６および収容箱部４２の収容空間４４に設けられた箱部側アーク電極４３は、第１の空間４４ａに設けられることとなる。

第２の空間４４ｂには、中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に付勢する付勢部１０が設けられる。本実施の形態１では、付勢部１０は圧縮ばねであり、区画部９を矢印Ｘに示す方向に付勢することで、区画部９と一体とされた中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に付勢している。

付勢部１０の付勢力によって中間接触子３が矢印Ｘに示す方向に移動された状態で、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３との間には隙間が設けられている。中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３との間に隙間を設けるために、例えば、第１中間側アーク電極６が箱部側アーク電極４３に当接する位置に移動する前に区画部９に当接して、区画部９がそれ以上矢印Ｘに示す方向へ移動することを規制する突起を収容空間４４の内壁面に形成してもよい。

中間接触子３の側面３ｃのうち、付勢部１０の付勢力によって中間接触子３が矢印Ｘに示す方向に移動された状態で囲み部４１の内側面と対向する部分は、絶縁体で形成された絶縁ガイド部１１で覆われている。したがって、図１に示すように付勢部１０の付勢力によって中間接触子３が矢印Ｘに示す方向に移動された状態では、ガイド体４と中間接触子３とは電気的に接続されていない状態となる。

中間接触子３の側面３ｃのうち絶縁ガイド部１１で覆われる部分およびその部分よりも矢印Ｙに示す方向側となる部分は他の部分よりも細くなっており、絶縁ガイド部１１の外側面１１ａと中間接触子３の側面３ｃとは面一となっている。これにより、中間接触子３の円滑な往復移動が可能となる。また、中間接触子３の側面３ｃのうち他端部３ｂから一定の領域は、絶縁ガイド部１１に覆われていない。

絶縁ガイド部１１のうち矢印Ｙに示す方向側となる端部は、可動接触子２が矢印Ｘに示す方向に移動した際に、第１の当接部２１に当接する規制部１５となっている。

次に、本実施の形態１にかかる開閉器１において、図１に示す状態から可動接触子２を矢印Ｘに示す方向に移動させて、可動接触子２の第２の当接部２２と、ガイド体４の囲み部４１とが接触されるまでの動作を説明する。図３から図６は、実施の形態１にかかる開閉器１の動作を説明する図である。

図３に示すように、可動接触子２が矢印Ｘに示す方向に移動すると、可動接触子２の可動側アーク電極２３と中間接触子３の第２中間側アーク電極７との距離が短くなる。このとき、ガイド体４に電圧が印加されている場合には、可動側アーク電極２３と第２中間側アーク電極７との間にアーク１２が発生する。これと同時に、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間にもアーク１３が発生する。

アーク１３の発生によって、第１の空間４４ａ内の温度が上昇し、第１の空間４４ａ内の圧力が上昇する。第１の空間４４ａ内の圧力が上昇することで、図４に示すように、区画部９および中間接触子３が、付勢部１０による付勢力に抗して矢印Ｙに示す方向に移動する。

中間接触子３の移動によって、中間接触子３の側面３ｃのうち絶縁ガイド部１１に覆われていない部分が囲み部４１に対向する。これにより、中間接触子３がスライドコンタクト部８を介してガイド体４と電気的に接続される。また、中間接触子３の側面３ｃに可動接触子２の第１の当接部２１が当接する。これにより、可動側アーク電極２３と第２中間側アーク電極７との間に発生したアーク１２が消失する。

この状態からさらに可動接触子２が矢印Ｘに示す方向に移動することで、第１の当接部２１が絶縁ガイド部１１の規制部１５に当接し、中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に押し込んでいく。

そして、図５に示すように、絶縁ガイド部１１がスライドコンタクト部８と対向する位置まで移動する前に、可動接触子２の第２の当接部２２が囲み部４１の外側面４１ａに当接して、可動接触子２とガイド体４との電気的接続が確保される。

可動接触子２がさらに矢印Ｘに示す方向に移動することで、図６に示すように、中間接触子３が図１に示す初期状態の位置に戻り、可動接触子２の第２の当接部２２が囲み部４１の外側面４１ａに当接した状態となる。開閉器１が、接地開閉器であれば、可動接触子２の第２の当接部２２が固定接触子であるガイド部４１の外側面４１ａに当接することで接地が完了する。

図６に示す状態から、可動接触子２を矢印Ｙに示す方向に移動させれば、図１に示す初期状態に戻すことができる。なお、第１の空間４４ａにアブレーション材を配置しておけば、アーク１３が発生した際に、温度上昇によってアブレーション材料を蒸発させることで、第１の空間４４ａ内の圧力の上昇値を大きくして、より高速に中間接触子３を矢印Ｙに示す方向に移動させることが可能となる。アブレーション材料には、例えば、ポリアミド６、ポリアミド６６またはポリアミド４６のうちの１つ、あるいは、複数で構成された材料を用いるとよい。また、ポリアミド６、ポリアミド６６またはポリアミド４６のうちの１つを母材とし、メラミンまたは窒化ホウ素を含浸させた材料を用いてもよい。また、ポリエチレン、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のうちの１つ、あるいは、複数で構成された材料を用いてもよい。

以上説明した開閉器１によれば、アーク１２およびアーク１３が発生したことをきっかけにして、中間接触子３が可動接触子２に向けて移動するため、アーク１２およびアーク１３の発生後は可動接触子２の移動速度に、中間接触子３の移動速度を加えた相対速度で可動接触子２と中間接触子３とが近接する。

ここで、アーク１２によって可動接触子２および中間接触子３が破損することを防ぐために、アーク１２の発生時間を短縮化することが好ましい。可動接触子２および中間接触子３の破損を防ぐために要求されるアーク１２の発生時間が同じであれば、可動接触子２のみを移動させる構成に比べて、中間接触子３を可動接触子２に向けて移動させる本実施の形態１にかかる開閉器１では、可動接触子２の移動速度を低下させることができる。すなわち、アークの発生時間の短縮化を図りつつ、可動接触子２の移動速度を低下させることができる。

このように、本実施の形態１にかかる開閉器１では、アークの発生時間の短縮化を図りつつ、可動接触子２の移動速度を低下させることができるので、可動接触子２を動作させるための図示を省略した操作装置の小型化および低コスト化を図り、これを備える開閉器１の小型化および低コスト化も図ることができる。

なお、可動側アーク電極２３、第１中間側アーク電極６、第２中間側アーク電極７および箱部側アーク電極４３は、アーク１２およびアーク１３による破損を抑えるために、耐アーク性の材料で形成されていることが好ましい。また、開閉器１は、接地開閉器以外の断路器に用いられてもよい。

また、本実施の形態１では、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３との間に隙間を設けているが、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３とを当接させてもよい。この場合、可動接触子２の可動側アーク電極２３と中間接触子３の第２中間側アーク電極７との間にアーク１２が発生した際に、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に電流が流れることで、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に反発力が発生する。この反発力によって中間接触子３が矢印Ｙに示す方向に移動することで、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に隙間が形成されてアーク１３が発生する。アーク１３が発生することで、上述したように付勢部１０の付勢力に抗して中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に移動させることができる。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかる開閉器の概略構成を示す断面図である。なお、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態２にかかる開閉器５１では、実施の形態１における可動接触子２と同様の構成を有する第３の接触子である固定接触子５４が囲み部４１の周囲に設けられている。

固定接触子５４は、接点部５４ａと、付勢部５４ｂとを有する。複数の接点部５４ａは、囲み部４１の周囲に環状に並べて配置されている。付勢部５４ｂは、複数の接点部５４ａを外側から囲む環状のばね部材であり、複数の接点部５４ａを動作軸５０に向けて付勢する。

固定接触子５４の接点部５４ａには、囲み部４１の外側面４１ａに当接する第２の当接部５６が形成されている。また、固定接触子５４の接点部５４ａには、可動接触子５２を矢印Ｘに示す方向に移動することで、可動接触子５２の側面５２ｂに当接する第３の当接部５７が形成されている。第３の当接部５７は、第２の当接部５６よりも矢印Ｙに示す方向側に設けられている。

また、第１の接触子である可動接触子５２には、矢印Ｘに示す方向に向けて突出する突部５２ａが形成されている。可動接触子５２は、中間接触子３の中間側第２アーク電極７との間にアークを発生させるアーク発生部である可動側アーク電極５３を突部５２ａの先端に有する。

また、突部５２ａには、可動側アーク電極５３よりも矢印Ｙに示す方向側に、スライドコンタクト部５５が設けられている。スライドコンタクト部５５は、可動接触子５２が矢印Ｘに示す方向に移動した場合に中間接触子３の側面３ｃに当接する第１の当接部である。

次に、本実施の形態２にかかる開閉器５１において、図７に示す状態から可動接触子５２を矢印Ｘに示す方向に移動させて、可動接触子５２の側面５２ｂと固定接触子５４の第３の当接部５７とが接触されるまでの動作を説明する。図８から図１０は、実施の形態２にかかる開閉器５１の動作を説明する図である。

図８に示すように、可動接触子５２が矢印Ｘに示す方向に移動すると、可動接触子５２と中間接触子３との距離が短くなる。このとき、ガイド体４に電圧が印加されている場合には、可動接触子５２の可動側アーク電極５３と中間接触子３の第２中間側アーク電極７との間にアーク１２が発生する。中間接触子３の第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間にもアーク１３が発生する。

アーク１３の発生によって、第１の空間４４ａ内の温度が上昇し、第１の空間４４ａ内の圧力が上昇する。第１の空間４４ａ内の圧力が上昇することで、図９に示すように、区画部９および中間接触子３が、付勢部１０による付勢力に抗して矢印Ｙに示す方向に移動する。

中間接触子３の移動によって、中間接触子３の側面３ｃのうち絶縁ガイド部１１に覆われていない部分が囲み部４１に対向する。これにより、中間接触子３がスライドコンタクト部５５を介してガイド体４と電気的に接続される。また、中間接触子３の側面３ｃに可動接触子５２のスライドコンタクト部５５が当接する。これにより、可動側アーク電極５３と第２中間側アーク電極７との間に発生したアーク１２が消失する。

この状態からさらに可動接触子５２が矢印Ｘに示す方向に移動することで、可動接触子５２のうち中間接触子３と対向する対向部５２ｃが中間接触子３の他端部３ｂに当接して、中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に押し込んでいく。なお、実施の形態１と同様に絶縁ガイド部１１の規制部１５に可動接触子５２の可動側アーク電極４３が当接するように構成しても構わない。

そして、図１０に示すように、中間接触子３が図７に示す初期状態の位置に戻り、可動接触子５２の側面５２ｂが固定接触子５４の第３の当接部５７に当接した状態となる。開閉器５１が、接地開閉器であれば、可動接触子５２の側面５２ｂが固定側の主接点である固定接触子５４の第３の当接部５７に当接することで接地が完了する。

図１０に示す状態から、可動接触子５２を矢印Ｙに示す方向に移動させれば、図７に示す初期状態に戻すことができる。なお、第１の空間４４ａにアブレーション材を配置しておけば、アーク１３が発生した際に、温度上昇によってアブレーション材料を蒸発させることで、第１の空間４４ａ内の圧力の上昇値を大きくして、より高速に中間接触子３を矢印Ｙに示す方向に移動させることが可能となる。

以上説明した開閉器５１によれば、アーク１２およびアーク１３が発生したことをきっかけにして、中間接触子３が可動接触子５２に向けて移動するため、アーク１２およびアーク１３の発生後は可動接触子５２の移動速度に、中間接触子３の移動速度を加えた相対速度で可動接触子５２と中間接触子３とが近接する。

したがって、上記実施の形態１と同様に、本実施の形態２にかかる開閉器５１では、可動接触子５２の移動速度を低下させることができるので、可動接触子５２を動作させるための図示を省略した操作装置の小型化および低コスト化を図り、これを備える開閉器５１の小型化および低コスト化も図ることができる。

なお、可動側アーク電極５３、第１中間側アーク電極６、第２中間側アーク電極７および箱部側アーク電極４３は、アーク１２およびアーク１３による破損を抑えるために、耐アーク性の材料で形成されていることが好ましい。

また、本実施の形態２では、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３との間に隙間を設けているが、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３と当接させてもよい。この場合、可動接触子２の可動側アーク電極２３と中間接触子３の第２中間側アーク電極７との間にアーク１２が発生した際に、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に電流が流れることで、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３とが反発する反発力が発生する。この反発力によって中間接触子３が矢印Ｙに示す方向に移動することで、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に隙間が形成されてアーク１３が発生する。アーク１３が発生することで、上述したように付勢部１０の付勢力に抗して中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に移動させることができる。

実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３にかかる開閉器１５１の概略構成を示す断面図である。なお、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態３にかかる開閉器１５１では、収容箱部４２のうち、図１１に示すように中間接触子３が矢印Ｘに示す方向側に位置する状態で第１の空間４４ａに接する面に、収容空間４４の内部と外部とを連通させる連通孔１５２が形成されている。

連通孔１５２は、弁部１５３で塞がれている。弁部１５３は、第１の空間４４ａの内部の圧力が一定の圧力より高くなると連通孔１５２を開放させる放圧弁である。このように構成された開閉器１５１において、図１１に示す状態から可動接触子２を矢印Ｘに示す方向に移動させて、可動接触子２の第２の当接部２２と、ガイド体４の囲み部４１とが接触されるまでの動作を説明する。図１２から図１５は、実施の形態３にかかる開閉器１５１の動作を説明する図である。

図１２に示すように、可動接触子２が矢印Ｘに示す方向に移動すると、可動接触子２の可動側アーク電極２３と中間接触子３の第２中間側アーク電極７との距離が短くなる。このとき、ガイド体４に電圧が印加されている場合には、可動側アーク電極２３と第２中間側アーク電極７との間にアーク１２が発生する。これと同時に、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間にもアーク１３が発生する。

アーク１３の発生によって、第１の空間４４ａ内の温度が上昇し、第１の空間４４ａ内の圧力が上昇する。第１の空間４４ａ内の圧力が上昇することで、図１３に示すように、区画部９および中間接触子３が、付勢部１０による付勢力に抗して矢印Ｙに示す方向に移動する。

中間接触子３の移動によって、中間接触子３の側面３ｃのうち絶縁ガイド部１１に覆われていない部分が囲み部４１に対向する。これにより、中間接触子３がスライドコンタクト部８を介してガイド体４と電気的に接続される。また、中間接触子３の側面３ｃに可動接触子２の第１の当接部２１が当接する。これにより、可動側アーク電極２３と第２中間側アーク電極７との間に発生したアーク１２が消失する。ここで、第１の空間４４ａの内部の圧力が一定の圧力より大きくなった場合には、弁部１５３が連通孔１５２を開放することで、第１の空間４４ａの内部の圧力が過剰に上昇することを防ぐことができる。

この状態からさらに可動接触子２が矢印Ｘに示す方向に移動することで、第１の当接部２１が絶縁ガイド部１１の規制部１５に当接し、中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に押し込んでいく。ここで、可動接触子２が中間接触子３を押し込んだ際に第１の空間４４ａの内部の圧力が一定の圧力より大きくなった場合にも、弁部１５３が連通孔１５２を開放する。これにより、第１の空間４４ａの内部の圧力が低下するため、第１の空間４４ａの内部の圧力が高いままの状態よりも、可動接触子２が中間接触子３を円滑に押し込むことが可能となる。

そして、図１４に示すように、絶縁ガイド部１１がスライドコンタクト部８と対向する位置まで移動する前に、可動接触子２の第２の当接部２２が囲み部４１の外側面４１ａに当接して、可動接触子２とガイド体４との電気的接続が確保される。

可動接触子２がさらに矢印Ｘに示す方向に移動することで、図１５に示すように、中間接触子３が図１１に示す初期状態の位置に戻り、可動接触子２の第２の当接部２２が囲み部４１の外側面４１ａに当接した状態となる。開閉器１５１が、接地開閉器であれば、可動接触子２の第２の当接部２２が固定接触子である囲み部４１の外側面４１ａに当接することで接地が完了する。

図１５に示す状態から、可動接触子２を矢印Ｙに示す方向に移動させれば、図１１に示す初期状態に戻すことができる。なお、第１の空間４４ａにアブレーション材を配置しておけば、アーク１３が発生した際に、温度上昇によってアブレーション材料を蒸発させることで、第１の空間４４ａ内の圧力の上昇値を大きくして、より高速に中間接触子３を矢印Ｙに示す方向に移動させることが可能となる。アブレーション材料には、例えば、ポリアミド６、ポリアミド６６またはポリアミド４６のうちの１つ、あるいは、複数で構成された材料を用いるとよい。また、ポリアミド６、ポリアミド６６またはポリアミド４６のうちの１つを母材とし、メラミンまたは窒化ホウ素を含浸させた材料を用いてもよい。また、ポリエチレン、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のうちの１つ、あるいは、複数で構成された材料を用いてもよい。

以上説明した開閉器１５１によれば、アーク１２およびアーク１３が発生したことをきっかけにして、中間接触子３が可動接触子２に向けて移動するため、アーク１２およびアーク１３の発生後は可動接触子２の移動速度に、中間接触子３の移動速度を加えた相対速度で可動接触子２と中間接触子３とが近接する。

したがって、上記実施の形態１と同様に、本実施の形態３にかかる開閉器１５１では、可動接触子２の移動速度を低下させることができるので、可動接触子２を動作させるための図示を省略した操作装置の小型化および低コスト化を図り、これを備える開閉器１５１の小型化および低コスト化も図ることができる。

なお、可動側アーク電極２３、第１中間側アーク電極６、第２中間側アーク電極７および箱部側アーク電極４３は、アーク１２およびアーク１３による破損を抑えるために、耐アーク性の材料で形成されていることが好ましい。また、開閉器１５１は、接地開閉器以外の断路器に用いられてもよい。

また、本実施の形態３では、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３との間に隙間を設けているが、中間接触子３の第１中間側アーク電極６と収容箱部４２の箱部側アーク電極４３とを当接させてもよい。この場合、可動接触子２の可動側アーク電極２３と中間接触子３の第２中間側アーク電極７との間にアーク１２が発生した際に、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に電流が流れることで、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に反発力が発生する。この反発力によって中間接触子３が矢印Ｙに示す方向に移動することで、第１中間側アーク電極６と箱部側アーク電極４３との間に隙間が形成されてアーク１３が発生する。アーク１３が発生することで、上述したように付勢部１０の付勢力に抗して中間接触子３を矢印Ｘに示す方向に移動させることができる。

なお、収容箱部４２に連通孔１５２および弁部１５３を設けた構成を、上記実施の形態２にかかる開閉器５１に適用しても構わない。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１開閉器、２可動接触子（第１の接触子）、２ａ接点部、２ｂ付勢部、３中間接触子（第２の接触子）、３ａ一端部、３ｂ他端部、３ｃ側面、４ガイド体、５主可動子、６第１中間側アーク電極、７第２中間側アーク電極、８スライドコンタクト部、９区画部、１０付勢部、１１絶縁ガイド部、１１ａ外側面、１２，１３アーク、１５規制部、２１第１の当接部、２２第２の当接部、２３可動側アーク電極（アーク発生部）、４１囲み部、４１ａ外側面、４２収容箱部、４２ａ開口、４２ｂ突部、４３箱部側アーク電極、４４収容空間、４４ａ第１の空間、４４ｂ第２の空間、５０動作軸、５１開閉器、５２可動接触子（第１の接触子）、５２ａ突部、５２ｂ側面、５２ｃ対向部、５３可動側アーク電極（アーク発生部）、５４固定接触子（第３の接触子）、５４ａ接点部、５４ｂ付勢部、５５スライドコンタクト部（第１の当接部）、５６第２の当接部、５７第３の当接部、１５１開閉器、１５２連通孔、１５３弁部。

Claims

動作軸に沿った第１の方向と前記第１の方向と反対の第２の方向とに往復移動可能に設けられた第１の接触子と、
前記第１の接触子の前記第１の方向側に設けられるとともに前記動作軸に沿った前記第１の方向と前記第２の方向とに往復移動可能に設けられた第２の接触子と、
前記第２の接触子のうち前記第１の方向側となる一端部を収容する収容空間を内部に有し、前記第２の接触子が貫通可能な開口が形成されて、前記開口を通して前記第２の接触子のうち前記一端部の反対である他端部を前記収容空間の外部に露出させた収容箱部と、
前記収容箱部の開口から前記第２の方向に立設されて前記第２の接触子の側面を囲む囲み部と、
前記第２の接触子と前記囲み部との間に設けられて、前記第２の接触子と前記囲み部とに当接するスライドコンタクト部と、
前記第２の接触子のうち前記収容空間に収容された部分に一体に形成されて、前記収容空間を、前記第１の方向側の第１の空間と、前記第２の方向側の第２の空間とに区画する区画部と、
前記第２の接触子を前記第１の方向に付勢する付勢部と、を備え、
前記第１の接触子、前記第２の接触子、前記収容箱部、前記囲み部および前記スライドコンタクト部は導体で形成され、
前記区画部は絶縁体で形成され、
前記第１の接触子は、前記第２の接触子の側面に当接可能とされた第１の当接部と、前記第１の当接部よりも前記第１の方向側に設けられて前記囲み部の外側面に当接可能とされた第２の当接部と、前記第１の当接部よりも前記第１の方向側に設けられて前記第２の接触子との間にアークを発生させるアーク発生部と、を有し、
前記収容空間の内壁面のうち前記第１の空間を構成する内壁面には、前記第２の接触子の前記一端部と対向する対向部が形成され、
前記第２の接触子の側面には、前記付勢部の付勢力によって前記第２の接触子が前記第１の方向側に配置された状態で前記スライドコンタクト部と当接する部分に絶縁体からなる絶縁ガイド部が設けられていることを特徴とする開閉器。
動作軸に沿った第１の方向と前記第１の方向と反対の第２の方向とに往復移動可能に設けられた第１の接触子と、
前記第１の接触子の前記第１の方向側に設けられるとともに前記動作軸に沿った前記第１の方向と前記第２の方向とに往復移動可能に設けられた第２の接触子と、
前記第２の接触子のうち前記第１の方向側となる一端部を収容する収容空間が内部に有し、前記第２の接触子が貫通可能な開口が形成されて、前記開口を通して前記第２の接触子のうち前記一端部の反対である他端部を前記収容空間の外部に露出させた収容箱部と、
前記収容箱部の開口から前記第２の方向に立設されて前記第２の接触子の側面を囲む囲み部と、
前記第２の接触子と前記囲み部との間に設けられて、前記第２の接触子と前記囲み部とに当接するスライドコンタクト部と、
前記囲み部の周囲に設けられた第３の接触子と、
前記第２の接触子のうち前記収容空間に収容された部分に一体に形成されて、前記収容空間を、前記第１の方向側の第１の空間と、前記第２の方向側の第２の空間とに区画する区画部と、
前記第２の接触子を前記第１の方向に付勢する付勢部と、を備え、
前記第１の接触子、前記第２の接触子、前記第３の接触子、前記収容箱部、前記囲み部および前記スライドコンタクト部は導体で形成され、
前記区画部は絶縁体で形成され、
前記第１の接触子は、前記第２の接触子の側面に当接可能とされた第１の当接部と、前記第１の当接部よりも前記第１の方向側に設けられて前記第２の接触子との間にアークを発生させるアーク発生部と、を有し、
前記第３の接触子は、前記囲み部の外側面に当接する第２の当接部と、前記第２の当接部よりも前記第２の方向側に設けられて、前記第１の接触子の外側面に当接可能とされた第３の当接部と、を有し、
前記収容空間の内壁面のうち前記第１の空間を構成する内壁面には、前記第２の接触子の前記一端部と対向する対向部が形成され、
前記第２の接触子の側面には、前記付勢部の付勢力によって前記第２の接触子が前記第１の方向側に配置された状態で前記スライドコンタクト部と当接する部分に絶縁体からなる絶縁ガイド部が設けられていることを特徴とする開閉器。
前記付勢部の付勢力によって前記第２の接触子が前記第１の方向側に配置された状態で、前記第２の接触子の前記一端部と前記対向部との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉器。
前記付勢部の付勢力によって前記第２の接触子が前記第１の方向側に配置された状態で、前記第２の接触子の前記一端部と前記対向部とが当接していることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉器。
前記第１の空間に設けられたアブレーション材料をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉器。
前記収容箱部のうち前記第１の空間に接する面には、前記収容空間の内部と外部とを連通させる連通孔が形成され、
前記第１の空間の内部の圧力に応じて前記連通孔を開閉させる弁部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉器。