JPH0217887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、開閉器、特に、消弧機構を備えた開
閉器に関するものである。

一般に、この種の開閉器は三相誘導電動機など
を始動又は停止させるところの運転や制御に用い
られるものであるが、最近においては、自動化、
省力化装置などを駆動する電動機の運転や制御用
機器として、その用途は拡大する傾向にある。こ
のような傾向に伴い、上記自動化や省力化装置に
使用される電動機等、始動及び停止がひんぱんに
繰り返される寸動運転が多い電動機の開閉器にあ
つては、接点の消耗が、その開閉に基づく発生ア
ークのために、特に甚だしく、従つて、これに対
応し得るように、その接点の消耗を低減し得る消
弧機構が設けられている開閉器が要求されてい
る。

いま、この種の従来の開閉器を示すと、添付図
面第１図に示すとおりであり、図において、符号
１は金属性鋼板で形成された取付台、２は絶縁材
で形成されたベースであつて、上記取付台１にね
じ等により結合されており、また、符号３は硅素
鋼板等が積層されて構成された固定鉄心であり、
その外周にはこれを励磁するための操作コイル４
が装着されている。５は上記固定鉄心３と対向し
て配設された可動鉄心であつて、上記操作コイル
４に通電された場合には、固定鉄心３に吸着され
るように構成されており、この可動鉄心５は、固
定鉄心３と反対側において、絶縁材で構成された
クロスバー６に、例えばピン等により結合されて
おり、また、このクロスバー６と取付台１との間
には、常時はこの開閉器の主回路が開路するよう
に、クロスバー６を固定鉄心３から押し離すよう
に作用する引外しばね７が配設されている。次
に、符号８は可動接点９を備えた可動接触子であ
つて、上記クロスバー６の窓部１０に貫通してそ
う入され、クロスバー６との間に配設された加圧
ばね１１によつて、可動接触子８は可動鉄心５側
に押圧されている。１２は上記可動接触子８の可
動接点９と対向して設けられた固定接点１３を備
えた固定接触子であつて、この固定接触子１２は
ねじによりベース２に固定されており、また、電
流端子の役割も果たしている。１４は絶縁材で形
成されたアークボツクスであつて、ねじによりベ
ース２に固定されており、アークボツクス１４の
端面の一部に窓部が設けられており、この窓部に
アークランナ１５がそう入され、このアークラン
ナ１５は固定接触子１２と電気的に接続されてい
ると共に、アーク発生により生じるホツトガスを
外部へ放出するための小穴１６が設けられてい
る。

従来の開閉器はこのように構成されているが、
次にその動作について説明する。

第１図に示すような主回路が開路されている状
態において、操作コイル４に電圧を印加すると、
固定鉄心３と可動鉄心５との間に磁速が発生し、
引外しばね７の付勢力に抗して、上記可動鉄心５
が固定鉄心３に吸着される。この場合、可動鉄心
５と結合されたクロスバー６も同様に動作し、従
つて、これに設置の可動接触子８も共に動作して
これに設けられた可動接点９が固定接触子１２の
固定接点１３と当接するが、この当接以後のクロ
スバー６の引き続く作動によつて、可動接触子１
２は加圧ばね１１を圧縮して、可動接点９を固定
接点１３に押圧する。この加圧ばね１１の圧縮に
より、可動接触子８の可動接点９は、所定の加圧
力が加えられ、従つて、主回路は閉路される。

次に、上記操作コイルを消磁すると、固定鉄心
３と可動鉄心５との吸引力も消滅し、その結果、
引外しばね７の付勢力により、クロスバー６は、
これに結合された可動鉄心５と共に移動し、従つ
て、可動鉄心５は固定鉄心３から開離移動する。
その結果、引外しばね７の付勢力により、可動鉄
心５が固定鉄心３から開離移動し、クロスバー６
は、この可動鉄心５と連動して移動する。従つて
このクロスバー６が第１図に示した状態に復帰す
ると共に、固定接触子１２に接合された固定接点
１３と可動接触子８に接合された可動接点１３と
が開離する。この開離に際して上記固定接点１３
と可動接点９の間にはアークが発生し、交流電流
の電流零点において、電流がしや断される。この
場合、上記アークの発生に伴つてホツトガスが発
生して、アークボツクス１４の内部に充満する
が、このホツトガスは、アークランナ１５に設け
られた小穴１６より外部に放出される。

従来の開閉器はこのように動作するが、この場
合、アークの陰極点と陽極点とは、固定及び可動
接点１３，９に滞留するために、高価な接点の消
耗が大きく、特に、運転、制御のための寸動の多
い電動機の開閉器にあつては、特に甚だしいとい
う欠点と、アークが十分に伸張されないのでしや
断性が劣るという欠点とが、従来の開閉器にはあ
つた。

本発明は、このような従来の開閉器における欠
点を除去し、接点の消耗を低減した開閉器を得る
ことを目的とするもので、しや断性能を改善する
ことも狙つたものである。

本発明はこの目的を達成するために、アークラ
ンナと可動接触子との間の最短距離Ｙと固定接点
と可動接点との間の接点間距離Ｘとの関係が、接
点間距離Ｘの増加と共に、順次、Ｙ＞Ｘ、Ｙ
＝Ｘ、Ｙ＜Ｘとなるように、アークランナと可
動接触子とが構成されており、Ｘが最大となつた
ときには、ＹがＹの最小値より大きくなるように
アークランナと可動接触子とが構成されているこ
とを特徴とする。

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面第
２図及び第３図に基づいて説明する。

図において、第１図に示す従来の開閉器と相違
する部分は、可動接触子とアークランナとの形状
だけであつて、その他の部分においては、第１図
に示す従来の開閉器と全く同一であり、また、そ
の動作についても、アークの動きが異なる点を除
くと、その他の動作は従来の開閉器の動作と同一
であるので、動作については、特に、アークの動
きのみについて説明する。

図において、取付台１、ベース２、固定鉄心
３、操作コイル４、可動鉄心５、クロスバー６、
引外しばね７、可動接点９、窓部１０、加圧ばね
１１、固定接触子１２、固定接点１３は、上記の
とおり、従来の開閉器におけるそれらのものと同
一である。

また、符号２１は可動接点９が接合されている
可動接触子であつて、従来装置と同様にクロスバ
ー６の窓部１０に貫通挿入されており、その形状
は、例えば、両側端において反接点側に折れ曲が
つている。次に符号２２はアークボツクスであ
り、従来装置と同様に、小穴２３が形成されてい
るアークランナ２４が固定接触子１２に取り付け
られている。このアークランナ２４は、固定接触
子取付側において可動接触子との間にわずかな間
〓を有するように固定接点１３に近接しており、
反固定接点取付側においては反可動接点側に傾斜
している。

このように、可動接触子２１とアークランナ２
４とを構成することによつて、アークランナと可
動接触子との間の最短距離Ｙと固定接点と可動接
点との間の接点間距離Ｘとの関係が、接点間距離
Ｘの増加と共に、順次、Ｙ＞Ｘ、Ｙ＝Ｘ、
Ｙ＜Ｘとなり、Ｘが最大となつたときには、Ｙが
Ｙの最小値より大きくなる。また、接点間に初め
に生じたアークが、固定接点１３と可動接点９と
の間から、アークランナ２４と可動接触子２１と
の間に転流した後には、アークランナ２４と可動
接触子２１との間に流れる電流による磁場によつ
て、アークが駆動伸長するように構成されている
ものである。

本発明はこのように構成されているが、次にそ
の動作、特に、アークの動作について説明する。

通電状態、すなわち、固定接点１３と可動接点
９とが当接している状態から、操作コイル４の消
磁により、可動接点９と固定接点１３とが開離す
ると、可動及び固定接点９，１３間には、アーク
が発生し、アークボツクス２２の内部に導電性は
低いが電離された高温ガスが充満する。この両接
点間に発生したアークは、固定接点１３と可動接
点９との開離した接点距離が増大すると共に、可
動接触子２１とアークランナ２４との間に転流し
て消弧されるのであるが、アークの発生から消弧
までの過程を、第３図に基づいて説明する。

第３図は第２図の可動接触子２１、可動接点
９、固定接触子１２、固定接点１３、及びアーク
ランナ２４の部分のみを拡大図示したものである
が、第３図Ａは固定接点１３と可動接点９とが閉
じた状態を示している。この状態から固定接点１
３と可動接点９とが開くと、第３図Ｂに示すよう
に、それらの間にアーク２５が発生し、アークド
ガス（ここでは、アークにさらされた高温の気体
で、高温のためイオン電子が含まれたガスと定義
する）２６が周囲に拡がつていく。この状態にお
いては、接点距離Ｘが、アークランナ２４との間
の最短部分の距離、すなわち、アークランナ・可
動接触子間距離Ｙよりも小さく、Ｙ＞Ｘが成立し
ている。接点間距離Ｘが大きくなると、やがてＹ
＝Ｘとなり、その後、第３図Ｃに示すようにＹ＜
Ｘとなる。Ｙ＜Ｘとなると、アークガス２６の存
在のために、アークランナ２４と可動接触子２１
との間の最短部分の所で、絶縁破壊が起こり、こ
の部分にもアーク２７が発生する。接点距離Ｘが
アークランナ・可動接触子間距離Ｙよりも大きい
ので、固定接点１３と可動接点９との間に生じて
いたアーク２５は消滅し、第３図Ｃに示すよう
に、可動接触子２１とアークランナ２４の間での
みアーク２７が接続される。このアーク２７は、
アークランナ２４に流れる電流が作る磁場によつ
て駆動され、第３図Ｄに示すように、アークが駆
動伸張されつつ、交流の電流零点で消弧される。

このように、本発明による開閉器にあつては、
固定接点１３と可動接点９との間に生じたアーク
２５がすみやかに可動接触子２１とアークランナ
２４との間に転流してアーク２７が発生する。従
つて、高価な接点の消耗を著しく低減することが
可能となり、且つ、多頻度開閉が保証できるよう
になる効果を本発明は有している。

また、固定接触子を、第４図に示す固定接触子
３１のように、コの字形とすることにより、固定
接触子３１と可動接触子２１とに流れる電流によ
り生じる磁場によつて、アーク、特に陽光柱が強
く駆動され、また、アークランナ２４の材料とし
て磁性体を用いれば、アーク２７がアークランナ
２４に吸引されるので、これらの施策も併用すれ
ば接点消耗を一層低減することが可能となる効果
もある。

また、本発明の適用によるならば、開閉器の接
点開離によつて生ずるアークが急速に伸長される
ために開閉器のしや断性が著しく高められるとい
う効果も合わせて得られる。

以上は、接点がマグネツトによつて開閉される
開閉器、すなわち、電磁接触器を例にあげて説明
を行つたが、手動で開閉される開閉器、例えば、
配線用しや断器のような開閉器に対しても本発明
が適用できることはいうまでもないことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の開閉器の一例を示す断面図、第
２図は本発明の一実施例による開閉器を示す縦断
面図、第３図は第２図に示す開閉器の接点部分に
おける動作を示す説明切断図、第４図は本発明の
他の実施例を示す接点部分における縦断面図であ
る。 ３……固定鉄心；４……操作コイル；５……可
動鉄心；６……クロスバー；７……引外しばね；
９……可動接点、１１……加圧ばね；１２……固
定接触子；１３……固定接点；２１……可動接触
子；２２……アークボツクス：２４……アークラ
ンナ；２５，２７……アーク；２６……アークガ
ス；Ｘ……接点間距離；Ｙ……アークランナと可
動接触子との間の最短部分の距離（アークラン
ナ・可動接触子間距離）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定接触子、この固定接触子に接合された固
   定接点、可動接触子、この可動接触子に接合され
   た可動接点、上記固定接触子に電気的に接続され
   たアークランナを少なくとも有する開閉器におい
   て、アークランナと可動接触子との間の最短距離
   Ｙと固定接点と可動接点との間の接点間距離Ｘと
   の関係が、接点間距離Ｘの増加と共に順次 Ｙ＞Ｘ、Ｙ＝Ｘ、Ｙ＜Ｘ となるようにアークランナと可動接触子とが構成
   されており、Ｘが最大となつたときにはＹがＹの
   最小値より大きくなるようにアークランナと可動
   接触子とが構成されていることを特徴とする開閉
   器。 ２ 可動接触子がその両側端において反接点側に
   折れ曲がつており、アークランナが固定接触子に
   取り付けられており、可動接点閉成時にはアーク
   ランナの固定接触子取付側と可動接触子との間に
   わずかな間〓を有するようにアークランナが固定
   接点に近接しており、可動接点全開時にはアーク
   ランナの固定接触子取付側とは反対側においてア
   ークランナが反可動接点側に傾斜している特許請
   求の範囲第１項記載の開閉器。