JP6293397B1 - 接点開閉器 - Google Patents

Abstract

固定接触子１と、固定接触子１に設けられた固定接点２と、固定接点２と対向し、固定接点２と接し又は離れる可動接点３と、可動接点３が設けられた可動接触子４と、可動接点３が固定接点２から離れる方向に複数枚の板状部材５＿１，５＿２，５＿３，５＿４，５＿５を立てて設けられた磁性体製のグリッド５と、グリッド５と対向し、切欠き部の内側に固定接触子１が配置されるアークランナー６とを備え、アークランナー６は、外縁及び切欠き部によって形成される内縁にエッジを有し、板状部材５＿１は、アークランナーのエッジと同数以上の凸部を有し、固定接点２に最も近い位置の板状部材５＿１では、複数の凸部の各々と最も近いエッジとの距離がすべて等しく、開閉を繰り返しても安定した電流遮断性能を維持する接点開閉器を得ることができる。

Description

本発明は、電流を遮断可能な接点開閉器に関する。

従来、固定接触子に接合された固定接点と、可動接触子に接合された可動接点とを備え、可動接点と固定接点とが接触すると、これらの接点に接続された回路が閉路状態となって通電し、これらの接点が離れると、当該回路が開路状態となって電流が遮断される接点開閉器が知られている。

従来技術である特許文献１には、開閉寿命の長い開閉器を得ることを目的とし、固定接触子に接合された固定接点と、固定接点と接し又は離れる可動接点が接合された可動接触子と、可動接点の離れる方向に立つように設けられた磁性体製の金属消弧板とを備えて金属消弧板にはその固定接触子の側端に複数の山部が設けられた開閉器であって、可動接点の全開時には可動接触子と金属消弧板とが対向し、中央部の２つの山部の高さが両端部の山部の高さよりも大きく、中央部の２つの山部の中心間距離が可動接触子の幅に等しくなるように構成された開閉器が開示されている。

特開平１１−３５３９６８号公報

しかしながら、上記の従来技術によれば、中央部の２つの山部とアークランナーの切欠き部のエッジとの間でアークが駆動され、該山部及び切欠き部のエッジが徐々に損傷してしまう。そのため、開閉を繰り返すほど、安定した電流遮断性能が得られなくなるってしまう、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、開閉を繰り返しても安定した電流遮断性能を維持することが可能な接点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、本発明は、固定接触子と、前記固定接触子に設けられた固定接点と、前記固定接点と対向し、前記固定接点と接し又は離れる可動接点と、前記可動接点が設けられた可動接触子と、前記可動接点が前記固定接点から離れる方向に複数枚の板状部材を立てて設けられた磁性体製のグリッドと、前記グリッドと対向し、切欠き部の内側に前記固定接触子が配置されるアークランナーとを備え、前記アークランナーは、外縁及び前記切欠き部によって形成される内縁にエッジを有し、前記板状部材は、前記アークランナーの前記エッジと同数以上の凸部を有し、前記固定接点に最も近い位置に存在する前記板状部材は、複数の前記凸部の各々と前記凸部の各々に最も近い前記エッジとの距離が、すべて等しいことを特徴とする。

本発明にかかる接点開閉器は、開閉を繰り返しても安定した電流遮断性能を維持することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る接点開閉器を示す斜視図 図１に示す接点開閉器を白抜き矢印方向から観察した平面図 図２のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面を示す図 比較例の接点開閉器を示す斜視図 図４のＶ−Ｖにおける断面図 実施の形態２に係る接点開閉器を示す斜視図 実施の形態３に係る接点開閉器を示す斜視図

以下に、本発明の実施の形態にかかる接点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に係る接点開閉器１０を示す斜視図である。図１に示す接点開閉器１０は、固定接触子１と、固定接触子１に設けられた固定接点２と、固定接点２と対向し、固定接点２と接し又は離れる可動接点３と、可動接点３が設けられた可動接触子４と、可動接点３が固定接点２から離れる方向に複数枚の板状部材５＿１，５＿２，５＿３，５＿４，５＿５を立てて設けられた磁性体製のグリッド５と、グリッド５と対向し、切欠き部６Ａの内側に固定接触子１が配置されるアークランナー６と、可動接触子４を有するクロスバー７とを備える。なお、一例として、固定接点２は固定接触子１に接合されて設けられていればよく、可動接点３は可動接触子４に接合されて設けられていればよい。また、図１に示すグリッド５は５枚の板状部材により設けられているが、板状部材の枚数は特に限定されるものではない。

図２は、図１に示す接点開閉器１０を白抜き矢印方向から観察した平面図である。図１，２に示すように、グリッド５を形成する板状部材５＿１，５＿２，５＿３，５＿４，５＿５は、接点開閉器１０内において、この順で内側から外側に向かって配列されている。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面を示す図である。図３には、可動接点３に最も近い板状部材５＿１とアークランナー６との位置関係が示されている。図３に示す板状部材５＿１は、中央部に凸部５Ｃ，５Ｄを有し、両端部の各々に凸部５Ｂ，５Ｅを有する。また、板状部材５＿１の凸部５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅの個数は４つであり、アークランナー６の外縁及び切欠き部によって形成される内縁に設けられる、板状部材５＿１側のエッジ６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅの個数は４つであり、これらは同数である。

また、図３においては、距離Ｗ１と、距離Ｗ２と、距離Ｗ３と、距離Ｗ４とが等しい。ここで、図３に示す距離Ｗ１は、板状部材５＿１の凸部５Ｂと、凸部５Ｂに最も近い位置に存在するアークランナー６のエッジ６Ｂとの間の距離である。同様に、距離Ｗ２は、板状部材５＿１の凸部５Ｃと凸部５Ｃに最も近い位置に存在するアークランナー６のエッジ６Ｃとの間の距離である。同様に、距離Ｗ３は、板状部材５＿１の凸部５Ｄと凸部５Ｄに最も近い位置に存在するアークランナー６のエッジ６Ｄとの間の距離である。同様に、距離Ｗ４は、板状部材５＿１の凸部５Ｅと凸部５Ｅに最も近い位置に存在するアークランナー６のエッジ６Ｅとの間の距離である。本実施の形態１においては、図３に示すように、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４とする。また、図３に示すように、凸部５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅの高さは等しくなるように形成されている。すなわち、固定接点２に最も近い位置に存在する板状部材５＿１では、凸部５Ｂと凸部５Ｂに最も近いエッジ６Ｂとの距離が等しく、凸部５Ｃと凸部５Ｃに最も近いエッジ６Ｃとの距離が等しく、凸部５Ｄと凸部５Ｄに最も近いエッジ６Ｄとの距離が等しく、凸部５Ｅと凸部５Ｅに最も近いエッジ６Ｅとの距離が等しくなるように形成されている。

このように、固定接点２及び可動接点３に最も近い位置に存在する板状部材５＿１がアークランナー６の外縁を含むエッジ６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅの個数と同数以上の凸部５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを有し、グリッド５の板状部材５＿１の各凸部とこれらの凸部に最も近い位置に存在するアークランナー６のエッジとの距離をすべて等しくすると、発生したアークを、グリッド５の板状部材５＿１の各凸部５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅとアークランナー６の各エッジ６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅとの間に、確率的に均等に駆動させることができる。

可動接触子４は、クロスバー７によって矢印の方向に変位可能なように支持されている。クロスバー７は、固定接触子１と離れる方向に自由度を有し、可動する。可動接触子４は、可動接点３と固定接点２とが接触する位置から、接点に一番近いグリッド５の凸部の先端位置まで変位可能である。可動接点３と固定接点２とが接触すると、可動接点３及び固定接点２に接続された図示しない回路が閉路状態となって通電する。そして、可動接点３と固定接点２とが離れると、当該回路が開路状態となって電流が遮断される。

図４は、比較例の接点開閉器１０ａを示す斜視図である。図４に示す接点開閉器１０ａは、図１に示す接点開閉器１０とグリッドの構造が異なり、固定接触子１と、固定接触子１に設けられた固定接点２と、固定接点２と対向し、固定接点２と接し又は離れる可動接点３と、可動接点３が設けられた可動接触子４と、可動接点３が固定接点２から離れる方向に複数枚の板状部材５ａ＿１，５ａ＿２，５ａ＿３，５ａ＿４，５ａ＿５を立てて設けられた磁性体製のグリッド５ａと、グリッド５ａと対向し、切欠き部６Ａの内側に固定接触子１が配置されるアークランナー６と、可動接触子４を有するクロスバー７とを備える。そして、グリッド５ａには複数の凸部が設けられ、中央部の２つの凸部５Ａ１は、両端部の各々に設けられた凸部５Ａ２よりも固定接点２に近くなるように形成されている。

次に、電流を遮断する際に発生するアークについて、アークが発生してから消弧室内部で電流が遮断されるまでの動作の流れについて説明する。図５は、図４のＶ−Ｖにおける断面図である。図５には、消弧室内部においてアークが駆動される様子が示されている。図５における点線８は、可動接点３と固定接点２とが接触した状態から可動接点３と固定接点２とが離れた状態へと変位する途中の可動接触子４及び可動接点３を示している。また、点線で示すアーク９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは、駆動されるアークを模式的に示している。アーク９Ａは、通電状態で固定接点２と可動接点３とが離れた直後に発生するアークである。アーク９Ａは、グリッド５ａ及びアークランナー６に吸引され、可動接触子４からグリッド５ａの先端部を通ってアークランナー６へ至り、アーク９Ｂの位置に駆動される。その後、グリッド５ａとアークランナー６との間を可動接点３が固定接点２から離れる方向へ移動していくと、アーク９Ｂはアーク９Ｃの位置に駆動される。そして、アーク９Ｃは、更に駆動されてアーク９Ｄとなり、最終的には、アーク９Ｄの位置に達してグリッド５ａに分割冷却されることで電流が遮断される。

このように、可動接点３と固定接点２とが開閉するたびにアークが発生して、グリッド５ａ及びアークランナー６が溶解、蒸発又は変形して損傷が発生する。このような損傷が発生した場合には、上記説明したアーク９Ａからアーク９Ｄへの駆動がスムーズではなく、アークの膠着が生じてしまい、電流を遮断することができなくなってしまう。すなわち、比較例においては、開閉回数が多くなると、安定した電流遮断性能を維持することができない。

図４に示す比較例においては、グリッド５ａの中央部に存在する２つの凸部５Ａ１，５Ａ２でアークが駆動される。しかしながら、図１に示す本実施の形態１の構成によれば、４つの凸部５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅでアークを分散させることができる。その結果、開閉回数に対するグリッド５の板状部材の各凸部５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ及びアークランナー６の各エッジ６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅで請け負うアークの割合が小さくなるので、グリッド５及びアークランナー６の損傷が抑制される。そのため、実施の形態１の接点開閉器１０は、開閉回数が多い場合においても安定した電流遮断性能を維持することができる。また、接点開閉器１０は、アークが分散されることで、グリッド５の両端の凸部５Ｂ，５Ｅの近くに存在する、消弧室全体を覆う図示しないカバーの損傷も抑制することができる。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る接点開閉器１０ｂを示す斜視図である。図６に示す接点開閉器１０ｂでは、アークランナー６ｂの切欠き部６Ｂ１の幅Ｗ５が一定であり、グリッド５ｂのすべての板状部材５ｂ＿１，５ｂ＿２，５ｂ＿３，５ｂ＿４，５ｂ＿５について、各々の複数の凸部５ｂＢ，５ｂＣ，５ｂＤ，５ｂＥと各凸部に対向する最も近いアークランナー６ｂのエッジ６ｂＢ，６ｂＣ，６ｂＤ，６ｂＥとの距離が等しい。そのため、発生したアークは、グリッド５ｂのすべての板状部材５ｂ＿１，５ｂ＿２，５ｂ＿３，５ｂ＿４，５ｂ＿５の各凸部５ｂＢ，５ｂＣ，５ｂＤ，５ｂＥとアークランナー６ｂの各エッジ６ｂＢ，６ｂＣ，６ｂＤ，６ｂＥとの間に、確率的に均等に駆動され、アークの分散を実施の形態１よりも更に促進することができる。

本実施の形態２によれば、実施の形態１よりもアークの分散を更に促進することができ、開閉回数が多い場合においても安定した電流遮断性能を、より長期間維持することができる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る接点開閉器１０ｃを示す斜視図である。図７では、説明のためにクロスバー７の図示を省略している。図７に示す接点開閉器１０ｃでは、アークランナー６ｃが、可動接触子４及び固定接触子１に隣接する部分とグリッド５ｃと対向する部分とを含み、グリッド５ｃと対向する部分におけるアークランナー６ｃの切欠き部６Ｃ１の幅Ｗ６は一定であり、固定接点２に隣接するアークランナー６の切欠き部６Ｃ２の幅Ｗ７も一定である。そして、幅Ｗ６は、幅Ｗ７よりも小さく、可動接触子４が変位して閉路状態となった場合にも可動接触子４とアークランナー６ｃとが干渉しない寸法である。

グリッド５ｃでは、板状部材５ｃ＿１，５ｃ＿２，５ｃ＿３，５ｃ＿４，５ｃ＿５のうち固定接点２から遠い位置に配置された板状部材ものほど、対向するアークランナー６ｃに近くなるように配置されている。すなわち、板状部材５ｃ＿１，５ｃ＿２，５ｃ＿３，５ｃ＿４，５ｃ＿５のうちでは板状部材５ｃ＿５が対向するアークランナー６ｃに最も近くなるように配置されている。換言すると、グリッド５ｃの板状部材５ｃ＿１，５ｃ＿２，５ｃ＿３，５ｃ＿４，５ｃ＿５は、外側ほど対向するアークランナー６ｃに近くなるように配置されている。また、グリッド５ｃの各凸部５ｃＢ，５ｃＣ，５ｃＤ，５ｃＥは等間隔に配置されている。

本実施の形態３によれば、グリッド５ｃの外側の板状部材５ｃ＿５の凸部と可動接触子４との距離が近くなることでアークを駆動しやすくなるとともに、グリッド５ｃの外形寸法を実施の形態１のグリッド５よりも小さくすることができる。

実施の形態１から実施の形態３によれば、開閉を繰り返しても安定した電流遮断性能を維持することができる接点開閉器を得ることができる。

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 固定接触子、２ 固定接点、３ 可動接点、４ 可動接触子、５，５ａ，５ｂ，５ｃ グリッド、５＿１，５＿２，５＿３，５＿４，５＿５，５ａ＿１，５ａ＿２，５ａ＿３，５ａ＿４，５ａ＿５，５ｂ＿１，５ｂ＿２，５ｂ＿３，５ｂ＿４，５ｂ＿５，５ｃ＿１，５ｃ＿２，５ｃ＿３，５ｃ＿４，５ｃ＿５ 板状部材、５Ａ１，５Ａ２，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５ｂＢ，５ｂＣ，５ｂＤ，５ｂＥ，５ｃＢ，５ｃＣ，５ｃＤ，５ｃＥ 凸部、６，６ｂ，６ｃ アークランナー、６Ａ，６Ｂ１，６Ｃ１，６Ｃ２ 切欠き部、６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６ｂＢ，６ｂＣ，６ｂＤ，６ｂＥ，６ｃＢ，６ｃＣ，６ｃＤ，６ｃＥ エッジ、７ クロスバー、８ 点線、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ アーク、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 接点開閉器。

Claims (4)

1. 固定接触子と、
   前記固定接触子に設けられた固定接点と、
   前記固定接点と対向し、前記固定接点と接し又は離れる可動接点と、
   前記可動接点が設けられた可動接触子と、
   前記可動接点が前記固定接点から離れる方向に複数枚の板状部材を立てて設けられた磁性体製のグリッドと、
   前記グリッドと対向し、切欠き部の内側に前記固定接触子が配置されるアークランナーとを備え、
   前記アークランナーは、外縁及び前記切欠き部によって形成される内縁にエッジを有し、
   前記板状部材は、前記アークランナーの前記エッジと同数以上の凸部を有し、
   前記固定接点に最も近い位置に存在する前記板状部材は、複数の前記凸部の各々と前記凸部の各々に最も近い前記エッジとの距離が、すべて等しいことを特徴とする接点開閉器。
2. 前記グリッドにおいて前記板状部材の前記凸部と、前記凸部と対向する前記アークランナーの前記エッジとの距離は、すべて等しいことを特徴とする請求項１に記載の接点開閉器。
3. 前記アークランナーは、
   前記可動接触子及び前記固定接触子に隣接する部分では、前記可動接触子と前記アークランナーとが干渉しない寸法であり、
   前記グリッドと対向する部分では、幅が一定であることを特徴とする請求項１に記載の接点開閉器。
4. 前記固定接点から遠い位置に配置された前記板状部材ほど前記アークランナーに近くなるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の接点開閉器。

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