JPH03182020A - 直流切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明Ｆｉ直流電源を切換える装置、特に非極性のまた
は双方向性の、すなわちその機能が電源端子にふ・ける
電流の極性とは無関係で、高電圧直流電源を切換えるこ
とのできる前述した型式の装置に関する。さらに詳しく
言えば、本発明はコンパクトで、軽量の、気密式に密閉
可能なかつ高高度で高電圧直流電源を切換えることので
きる上述した型式の装置に関する。

（従来の技術） 高電圧直流を源にエネルギーを発生し、分配する最も有
効な、信頼できるかつ軽量な手段の１つである。高トル
クサマリウムコバルトのフラジレス直流モータの開発は
、重ｔトよび信頼性に敏感な用途、例えば航空機に使用
される油圧アクチュエータに対する低重量の代替物を生
む結果となった。

しかしながら、高電圧直流切換装置においては、特に高
い高度で使用する場合に困難な問題を生じていた。それ
は、このような高度で高電圧回路を切換えるには、その
重ｉｌ＆よび容積を大きくして装置の安全度を高めなけ
ればならず、この点で航空機等に使用することの困難性
を排除することができなかった。

（発明が解決しようとする課題） このような事情に鑑みて、本発明はコンパクトで＠量の
構造を有して高い高度ドで高電圧直流電源を切換えるこ
とを可能にした、直流切換装置を提供することを目的と
している。

（課題を解決するための手段釦よび作用）上記目的を′
ｉ！ＩＡ威するために本発明は、各々が離間した一対の
導体を含む一対のアーク消弧室と、前記一方の消弧室に
かける導体の一方に導電的に取付けられた第１固定接触
子釦まひ前記他方の消弧室にかける導体の対向した一方
に導電的に取付けられた第２固定接触子と、前記各々の
消弧室内に延び第１、第２固定接触子とのブリッジ接続
のために移動９能な可動接触子とを含み、 前記消弧室の一方の各々の導体が他方の消弧室の対応す
る導体に導電的に″接続されかつ各々の電源端子と接続
されてかり、 前記可動接触子はこの接触子と第１、第２固定接触子と
の間に第１、第２アークを形成し、前記接触子間のブリ
ッジ接続の切離しの際に＠１アークは前記可動接触子か
ら前記一方の消弧室ｌｃ＆ける対向する導体に移動して
前記ｌｌｌｌｌｔ間した一対の導体の間に直接的に第１
アークを含む電流経路を形威し、前記第２アークを消弧
することを特徴としている。

本発明はさらに、アークの移動を助けるためにアークに
対して直交する磁界を形成する永久磁石を有し、磁界は
各々の消弧室を左右に横切るようにして非極性の装置と
して構成する。

このため、永久磁石によって加えられた磁界を最大ない
し最適化する磁束帰路を、多数のアーク分離プレート内
にアークを指向させるために各消弧室内にふ・ける一対
の導体の一部であるアークランナー部とを有し、消弧室
の分離プレート領域において予め定められた磁界のひず
みを生じさせ、この領域で分離プレート内の壁部に対し
てアークを駆動し最終の安定位置に保持するようになる
。

（実施例） 以下本発明による実施例を示す添付図面を参照して本発
明を詳述する。

第１図を参照すると、本発明の直流切換装置を組み入れ
ている密封形電磁接触器２が斜硯図で示されている。接
触器２Ｆｉ溶接筐たばそれに類する方法で裏側に取付プ
レート６を固定したケース釦よびケースの開放前側面に
密封式に溶接されたヘッダー８からなる外側金属包囲体
を備えている。本文中に使用される“コンパクト″とい
う言葉は、ケース４およびヘッダー８から威る包囲体が
かよそ偏重４２インチ、長さ５．００インチ、高さ五２
５インチの大きさを基準としている。ヘッダー８は相対
する側縁部から伸びて外方に突出するフランジ８ａを有
する。一対の安定管１０は取付プレート６およびフラン
ジ８ａの間に固定されてかり、第１図には一対の管１０
のみが見える。管１０は前方端部が閉鎖されて７ランジ
８ａにリベット結合し、反対側端部がプレート６に設け
られた穴の上で取付グレート６に固定されている。

多数ビンコネク１２ｉｊ、後述するように、包囲体内の
直流切換装置に対する制御電子機器との接続を行なうた
めに、ケース４の底壁部に設けられた開口内に密封して
取付けられている。

ｉＩｉ流＊ｍ、ノ端子１ａ、　１６　ｔｄ、へ７　ター
　８　Ｋ　’Ｍ　封状態でシールされて取付けられ、そ
こから電気絶縁されてヘッダーから伸びている。端子１
４゜１６の外側突出部は、電源透体（図示時）を端子に
取付けるねじ（図示時）を収納するねじ穴を有する。概
ねＴ形状の絶縁隔壁１８は、ヘッダー８の外部に溶接さ
れたねじ付きスリーブをねじ嵌合する一対のねじ２０（
第３図）によってヘッダー８に取付けられる。隔壁１８
は電源端子１４．１６＆よび導体を互いに分離する保護
カバーとなり、電気衝撃の危険を軽減する。ヘッダー８
は管状取付具２２も備えて１シ、その取付具によって接
触器組立品の密封がチエツクされ、空気を抜いて、さら
に不活性ガス曾たは類似物等の制御された雰囲気媒体を
充填することができ、その後取付具２２が折シ曲けられ
て密封される。

第２および３図を参照すると、直流切換装置２４Ｆｉ外
側包囲部材４釦よび８からなるアセンブリに組立てる前
に、ヘッダー８の内側に組立てられて取付けられる。４
本の内部ねじ付き柱２６（第３図で２本見える）はヘッ
ダー８に溶接されている。４個の取付けねじ２８は、裏
側から装置２４を貫通して柱２６にねじ嵌合して装置２
４をヘッダー８に固定する。ねじ２８はまたその六角形
頭部から後方向に伸びているねじ山付き柱延長部２８ｍ
も有し、その延長部には制御電子モジュール３０ふ・よ
び電磁妨害（ＥＭＩ）シールド３２が取付けられている
。ＥＭＩシールド３２ｉｊゴムスペーサ３４によってモ
ジュール３０およびねじ２８の六角形頭部から離れて配
置されている。筒状ナツトＦｉ貫通するねじ穴ふ・よび
後方端部のねじ回しみぞ穴とを有し、制御モジュール３
０の穴の中に挿入され、ねじ付き柱延長部２８ａ上で回
わされる。第３図に部分的に示されるワイヤ５１は制御
モジュール３０から延びて、ぽんだ付は筐たは類似の方
法によって多数ピンコネクタ１２のビンコネクタの内側
部分に接続される。ワイヤ３１ａ（第３図）はケースの
内側部分に取付けられ、装置２４がその内で使用される
システムに対して包囲体外側部分を電気的接地する。

切換装置２４、ＥＭＩシールド３２およびこれに取付け
た制御電子モジュール３とを備えたヘッダー８をケース
４に組み付けた後、ねじ３８（第３ＬＷ）Ｆｉ取付はプ
レート６ふ・よびケース４の心合せされた穴を通って包
囲体の外部からナツト３６の中へ回されて、電子モジュ
ールふ・よひシールドを包囲体の後部内にしっかりと固
定させる。ねじ３８はその後取付はプレート６に浴接ま
たは類似の方法によって密封される。第３図にシいて、
シールド３２＃ｉその頂部釦よび底部が金属ケース４の
内壁面に係合する弾性ばねクリップ３２ａを備え、金属
包囲体を電気的に磁気シールドするようになっている。

切換装置１２４は主に、背中合わせに配備された２つの
回−形状の成形絶縁ハウジング組立品を含み、一対の消
弧室を設けるためにハウジング内分よびハウジングに、
本装置の他の構成部品が取付けられている。さらに第４
〜８図、特に第６図を参照すると、底形絶縁ハウジング
組立品はそれぞれ三面形成形物４０トよび成形物４０の
開放１４１Ｉ［ｆＩ上に配置された実質上平らなカバー
成形物４２とを含む。部材４０．４２Ｆ′ｉ、アーク分
離プレートに対する取付は溝に関連するわずかな偏位を
除いて、垂直に配置された前後中央平面に関して対称形
をなしている。成形物４０およびカバー４２の内壁面は
それぞれ、複数の溝４０ｇ、　４２ｇを有し、これらは
きわめて近接した間隔で垂直に指向するように平行に形
成されて釦シ、第１図で示された方向に関して前後中央
平面に直交する方向に伸びている。溝４０　ｇ、　４２
　ｇはその上端部が開放され、第８図に最も工〈見られ
るように下方向に長さを食えて伸びておシ、これに対応
する長さ４４Ｂ、　４４ｂ。

４４（を有する分離プレート４４を収納する。長片分能
〕゛レー）　４４（は、その間に配置された短片プレー
ト　４４ｇによって間隔どりされて、ハウジング組立品
の中央部近くに位置決めされ、これによってプレート４
４ｃの下方端部間のアークに対してよシ広い初期進入空
間を与える。中間的長さのプレート　４４ｂＦｉ、長片
プレート４４Ｃと回じ目的を果たして組立品と共に空間
を形成する。しかし、この空間に別の長片グレート４４
ｃを挿入することはできないようになっている。

垂直中心線ｘ−ｘは第８□□□に示されていて、プレー
ト４４．、４４ｂ、　４４Ｃの位置が中心線に関して対
称的でなく、ハウジング組立品の他のほとんどの細部と
も一致していないことを表している。しかしながら、一
方のハウジング組立品を他方のハウジング組立品に対し
て背中合せに配置するため中心線Ｘ−ＸＫ関して１８Ｇ
”回転させると、一方のハウジングの長片プレート　４
４ｃが他方のハウジングの短片ル−ト４４ａと心合せさ
れ、中間片プレート　４４ｂに対しても同様となること
以外は、２つのハウジング組立品の間で、溝４０ｇ、　
４２ｇしよび７レート４４の前後方向に心合せが遂行さ
れる。この非対称性は、分１１１／’Ｌ’　−ト４４Ｃ
と隣接導体４６とのギヤツブ４５を定め、間の後方消弧
室を示す第８図から明らかなように導体４８と隣接分離
プレート４４ｃ間のギャップよシもギャップ４５の方が
大きくなっている。この大きい方のギャップ４５Ｆｉ、
前述したようにそのハウジング組立品を１８０”回転さ
せているので、前方消弧室内で相対して位置づけされて
いる。オフセットされた大きい方のギャップについては
さらに以ドで詳しく説明する。

カバー４２ｕ、両ｆｉｌｌ縁部に開いた円形スロット４
２ａを有し、涙滴形状の導体４６，４ｆ３となるように
機械加工された縮径の円筒中央部４６ｍ。

４８、をこのスロットに収納する。上述したよりに２つ
のハウジング組立品が背中合せに位置決めされている場
合、導体４６．４８の大きい方の涙滴形状部分は、それ
ぞれの成形物４０釦よびカバー４２の間に配置される。

成形物４０は、その内側表向に突出部ａＯａを有して釦
！ｌｌ、この上に導体４６．４８を載せて成形物内に導
体を位置決めるようにする。底形物４０はまた、横方向
に伸ひる壁に穴４０ｂを有し、この穴はスロット４２ａ
ふ・よび電源端子１４．１６の軸と軸方向に心合せされ
ている。導体４６．４８ｉｊそれぞれ、電源端子１４．
１６の軸の上に縦方向に伸びている穴を有する。′ＩＩ
Ｌｆｌ！端子はその後方端部に縮径した＠Ｊ１４ａ、１
６ｍを有し、その末梢部はねじ切りされている。縮径軸
１４ａ、　１６ａは端子１４゜１６ｉＣ環状張出し部を
形成し、その張出し部にそれぞれの導体４６．４８が隣
接し、軸ｊ４ａ、ｊｂａのねじ付き末梢部とナラ）５０
ｈよび導体４６゜４８間に置かれた座金５２とを係合す
るナツト５０によって電Ｉ２＠端子との良好な電気接続
状態にしっかりと保持されている（第３図参＋！＠）。

成形物４０釦工びカバー４２によって形成された消弧室
内では、涙滴形状の導体４６．４８の弧状面が分離プレ
ート４４に導ひかれる分岐アークランナー部を形成して
いる。導体組立品を完成するには、固定接触子５４．５
６を、ろう付けまたは類似の方法により導電状態で良好
な導電状態で涙滴形状の導体の下側に取付ける。後述す
る理由によって、固定接触子５４は後方アーク室内に配
置されている最も後側の涙滴形状の導体４６の下側に取
付けられ、かつ固定接触子５６ｉｊ前方了−り室内に配
置されている鮫も前側の涙滴状導体４８に取付けられて
いる。

アーク室ハウジング組立品が背中合わせに組立てられる
場合、成形絶縁カバー５８は組立品の上端部に取付けら
れる。カバー５８はその側端部に、最も上側の一対の取
付けねじ２８が切換装置を通って挿入される場合、それ
らを確保するため横方向に開いた弧状スロットを有する
垂下突出部５８ａを備えている。カバー５８はまた、貫
通して伸びている長く伸びた中央スロッ）５８ｂ（第３
図）およびスロット５８ｂに平行にカバーの下側に埋め
込１れ、カバーの下側面からド方回に突出している一対
の弾性ストリップ５８Ｃ（第３図）とを具備している。

カバーが適所にある時は、弾性ストリップ５８ｃは分離
グレート４４の上方端部の上にもたれて、それぞれの溝
４０ｇ、　４２ｇのＦ方端部に対してグレートを適所に
しっかりと保持する。第３−で最もよ〈分かる通り、カ
バー５８の開口５ａｂＨ、カバー４２および後に説明す
る中央鋼板６２を組立てた上方端部に設けられている。

スロット５８ｂを規定している内側端部は、溝４２ｇが
形成されている力・・−４２のそれぞれの内壁面と同一
高さで隣接している。隣４２ｇ１ｊカバー４２の上方端
部に開放しており、それによってそれぞれのアーク室内
で生成されたアークガス用の複数の通気口を形成する。

さらに第３図を参照すると、力・・−４２に隣接したア
ーク分離プレート４４の上方端部は、アークガス用通気
口に隣接した貯畝領域を形成するために面取りされてい
る。

複数個の永久磁石６０ば、それぞれのアーク室を横切る
磁界を与えるために成形物４０の横方向に伸びる壁の外
部面に適当に形作られたポケット内に位置決めされてい
る。アーク室に付与された磁界から考えると、アーク分
離プレートはできれば、銅または類似物等の非強磁性材
料から作られることが望ましい。永久磁石６０はできれ
ば、電流の大きさＫよって変わることのない強力磁界を
もたらすサマリウムコバルト等の希土類磁石であること
が望ましい。磁界を能率的に利用するために１個のより
大きい磁石を使用する代わりに複数個の磁石を使用し、
アーク室を概ね横切る過剰なかつ１筐しくない磁界強度
を付与することなく、特定の領域に最少限のまたは必要
な磁界強度を付与する。このような多数磁石の使用はま
た、寸法釦よひ重量の面で有利な特徴をもたらす。＠６
図に最もＬ〈示される通り、２つの磁石６０ａ、　６０
ｂは、成形物４０Ｖｃ：＆ける穴４０ｂの周囲を囲むよ
うに上部釦よび下部端が隣接した形で配置されている。

第３磁石６０ｃは磁石６０ｂに対して鏡像位置に形成さ
れる。これら５つの磁石６０ｍ、　６０ｂｈよび６０　
ｃ　ｎ　ｓ磁石６０ｂ、　６０ｃが横方向に一定間隔に
離れた形（第２図参照）で、それぞれのポケット成形物
４０の奥の部分の中に１ず位置決めされる。磁石ｂｅａ
ｎそれぞれのアーク室内でそれぞれの固定接触子５４．
５６に近接して配置されている。磁石６０ｂ、　６０ｃ
はアーク分離プレート４４に隣接した導体４６．４８の
アークランナー面の端部に近接して配置されている。各
アーク室には１つの固定接触子のみが設けられ、それは
成形物４０の外側から見た時にそれぞれの右側導体に取
付けられているので、磁石６０ａに対応する左側磁石は
必要とされない。第４の大きい方の磁石６０ｄは３つの
小さい方の磁石の上に配置され、ポケットのより浅い部
分内に位置決めされている。磁石６０ｄの外形状は、磁
石６０゛ａのほぼ鏡像位置にある左下部分を含むことを
除いて、組合せた３つの磁石６０ａ、　６０ｂ　ｈよび
６０ｃの外形と概ね一致する。全ての磁石６０はそれら
の厚さの方向に分極され、Ｎ極は外方向に位置し、Ｓ極
は磁気的な直列関係にそれぞれの成形物４０に面するよ
うに磁石が配置されている。

切換装置２４のアーク室組立品部分により効果的な強磁
性体の磁束帰路が完成する。中央鋼板６２は隣接して設
けられたカバー４２の間に配置され、カバー４２の上方
端部の上に突出している。＠部鋼板６４は、磁石ｂＯｄ
Ｋ類似した外形状を有するが、一対の横方向に伸びてそ
こに穴を有するタブ６４ａと、上方端部に沿った一対の
スロットとを備えてＤす、磁石６０ｄおよび前部成形物
４０の外部面に対して位置決めされ、さらに横方向に伸
びる第３のタブ６４ｃの穴を貫通して成形物４０に心合
ぞされた穴を通るねじ６６Ｖｃよってこの成形物に固定
される。強磁性体の磁束帰路を形成する第３の部材は、
逆り形鋼板６８で、その垂直脚が鋼板６４と類似して形
作られ、かつ形成された穴をそれぞれ備えている横方向
に伸びたタブ６Ｂａｈよび６８ｃを有する。鋼板６８の
水平方向上方脚部６８ｂｌ−４その末梢端部に沿った一
対の突出タブ６８ｄを有する。

鋼板６８は成形物４０の最も後方の外部面に対してかつ
対応する永久磁石６０ｄＶｃ対して位置決めされ、タブ
６８ｃの穴を通って伸びるとともに成形物４０の心出し
用穴にねじ嵌合する第２ねじによって保持される。上方
脚部６８ｂは、ハウジングおよび上部カバー５８の上を
前方向に突出して中央鋼板６２の上方端部にもたれかか
り、スロット６４ｂのタブ６８を嵌合することによって
前部鋼板６４を連動する。第３釦よび１０図を参照する
と、鋼板６２．６４に−よび６８からなる永久磁石６０
および強磁性体の磁束帰路は、成形物４０およびカバー
４２によって形成されたそれぞれのアーク室を横切って
磁界を方向づけし、−万のアーク室の磁界は他方のアー
ク室の磁界に関して磁界の方向が逆になっている。

中央鋼板６２は各アーク室の回りの磁束帰路が共通であ
る。上側の一対のねじ２８は、鋼板６８゜６４のそれぞ
れのタブ６８ａ、　６４ａの穴を通り、成形物４０のＩ
ｌ、？出し大分よぴカバー４２の横方向に開いたスロッ
トおよび上部カバータブ５８ａをそれぞれ通って、前述
したように装置２４をヘッダー８に保持すると共に切換
装置の消弧室部分の上方部全体を固定する。Ｆ側の一対
のねじ２８も肉様にアーク室部分の下方部を保持するが
、成形物４０の心出し穴を通って伸びているだけである
。

可動ブリッジ接触子７０（第７図）は第４図に最もよ〈
示されるように、持続形永久磁石アクチュエータ７２の
プランジャに取付けられている。アクチュエータ７２ｄ
１９６２年６月１９日にＲ，Ａ、　Ｃｏｎｒａｄに対し
発行された米国特許第４０４１１２１７号に開示されか
つ説明された型式から底ってｐす、その内容は参考とし
て本文中に＠＆シ込１れている。アクチュエータ７２は
軸方向に分極されかつ磁石鋼の円筒形磁極片７６０両端
部に配置された一対の円筒形永久磁石７４を含んでいる
。永久磁石７４はそれらのＮ極がａ極片７６に内方向に
隣接した形で配置されている。非磁性円筒形プランジャ
カイト７８は磁極片７６によひ磁石７４を通って穴の内
側面に沿って並び、ガイド７８内で軸方向に往復式に移
動可能な鋼１ランジャ８とを案内する。ボビン８４に巻
かれたコイル８２は磁極片７６釦よび磁石７４の上に配
置されている。あるいはまた、コイル８２はポビン８４
に同心式に設けられた相対する極性を有する２つのコイ
ルでもよい。組立品は、コイル８２の外部面に沿って伸
びている４本の直立脚部８６ａを有する下側鋼フレーム
部材８６、ふ・工び脚部Ｂ６ａの上方端部を収納しかつ
ステーキング、スェージング筐たぽ類似の方法で因子す
るために適当に離間したスロットを有する上側鋼フレー
ムとによって、共に固定されている。

アクチュエータ７２は、それぞれの永久磁石による磁束
パターンによってアップまたはダウン位置に保持される
とともに、永久磁石の磁束をキャンセルすることになる
選択された極性を備えた単一コイル８２を励磁すること
によって反対位置へ作動する。この磁束はグランジャを
その現行の位置に維持する傾向にありかつ対向する永久
磁束の磁束を卯えて反対位置にプランジャを引きつける
傾向があった。方向は逆転可能であう、１ランジヤは初
期励磁とは反対の極性を備える単一フィル８２の後続励
磁によって最初の位置へ戻され得る。代替的な形を企図
することにエフで、希望通りの操作が２つのフィルのう
ちの適当な一方を選択的に励磁させることによシ達成さ
れる。

非磁性六角ねじ９０は上部フレーム部材８８の間隙孔を
通って伸び、プランジャ８０の上端部に設けられたねじ
穴に螺合する。調節可能なばね１９２ｉｊねじ９０の軸
部へねじ込筐れている。ばね座９２は２つの分離した同
軸配置されたも・せん圧縮ばね９４．９６を位置決めし
かつ保持する直立環状カラーを有する。絶縁台９８は、
ねじ９０の細部の上に滑動自在に設けられ、ばね９４．
９６の上に載っている。絶縁台９８は、ねじ９０用の貫
通口を取囲んでいる直立した一体式スリーブ９８ａを有
する。スリーブ９８ａは可動接触子７０からねじ９とを
電気的にｅ線するために、可！ＩＩ２］接触子７０の中
央間ロア０ａに突出する。垂ド環状カラー１００ａを有
する上部絶縁座金１００はねじ９０の軸部の回ジの接触
子７０の上部面に設けられ、カラー１０（１３）はねじ
９０に沿ってスリーブ９８ａの中へ入れ子犬に伸びてい
る。座金１０２訟工びねじ９０の六角頭部は可動接触子
組立品全体を共に保持している。

ねじ９０の軸方同位ｆｉ１によシ接触子に対する摩耗許
８ｉ！ｔを調整する。一方、接触圧力調整はねじ９０に
取付けられたばね座９２の軸方向位置によって行なわれ
る。同心ばね９４お工び９６は装置のｓｂ中、あらゆる
共振振動数の抑制を行なうことによって可１ａ快触子７
０の望１しくない動作全結果的に押える。

第７図に見られるように、可動接触子７０は中央間ロア
０ａが中に形成されている肉厚鋼板または類似物の平ら
なベースプレート７０ｂからなる。プレート　７０ｂの
対向側端部からそれぞれ上方向に湾曲し、互いにオフセ
ットされた状態で曲げ返された脚部７０ｃが伸びてかり
、脚部の末梢部はプレート７０ｂの中央上方位置に配置
されている。一対の接触要素７０ｄはろう付けまたは類
似の方法で各脚部７０ｃの上部面に取付けられている。

各脚部７０ｃの接触要素７０ｄの越えて伸びている先端
部分は集束点７０ｅに近づくために斜めに切っである。

ベースプレート７０ｂは筐た開ロア０．の両側の横方向
に位置づけされた一対の穴７０ｆも具備している。穴７
０ｆは、絶縁台９８の上部面にある突出部９８ｂ（第８
図）を収納して絶縁台９８に関して可動接触子７０の適
当な回転心合せを維持する。さらに絶縁台にはその端縁
部に沿ってスロッ）　９８ｃが設けられ、このスロット
には上部フレーム部材８８のの上方突出部８８ａを収納
してアクチュエータ７２１よびアーク室に関して適当に
回転方同決めされた絶縁台９８を保持する。アクチエエ
ータ７２ばねじ１（１３）によってアーク消弧室組立品
に取付けられて訃り、このねじ１（１３）＃−ｉａ形軸
物４０間隙孔を貝通し、そして上部鋼フレーム部材８８
（第４．５図）に形成された直立タブ８８ｂにあるねじ
穴に螺合する。

アクチュエータ７２のプランジャ８０も筐た、ブラケッ
）１０６（第８区）およびねじ１０８によって一対の脚
部８６ａに取付けられている補助スナップ動作スイッチ
１０４を操作すべく機能する。

非磁性ボタン１１０ｆ′ｉプランジヤ８０の下方端にね
じ込み自在に取付けられ、下部フレーム部材８６の穴か
ら突出している。鋼板ばね１１２はヘッダー８（第３図
）の内側面に取付けられたブラケット１１４およびド部
鋼フレーム部材８６から突出しているタブ８６ｂの間に
ねじ１１６によって取付けられている。板ばね１１２ハ
ボタン１１０の端部を横切ってフレーム部材８６の下方
に伸ひている。板ばね１１２の自由端部はスイッチ１０
４の操作ボタンと心合せされた状態にある。

プランジャ８０が図面に示すように下方位置にある時は
、ボタン１１０が押し下げられた板ばねを保持するが、
この場合ばねの自由端部はスイッチ１０４の操作ボタン
との保合から外れている。

しかしながら、プランジャ８０が上方位置にある場合、
ボタン１１０は板ばね１１２を解放し、ばねの付勢によ
りスイッチ１０４を換作する。

本発明の直流切換装＆を操作するには、永久磁石アクチ
ュエータ７２の単一コイル８２（または２個式コイルの
適当なコイル）を制＠電子モジーール３０からの接続部
（区示されず）により適切に励磁してグランジャ８とを
最上位置に移動する。これによって固定接触子５４ふ−
よび５６上のブリッジ接触子７とを閉じる。可動ｉＭ子
７０のオフセットアーム７０ｃＦ′ｉ、第４および５図
で明らかなようにそれぞれの消弧室内に伸びている。モ
ジュール３０にかける適当なエレクトロニクスを使用す
ることによってここに発表した装置は、遠隔電源コント
ローラまたは過負荷感知／応答回路遮断器またはその類
似物として使用しうる。たとえどのような方法で本装置
を使用しても、相対する極性でコイル８２を励磁するた
めの成子モジュールから出された信号により、アクチュ
エータがプランジャ８とをその最低位置萱で移動させ、
可動ブリッジ接触子７とを固定接触子５４によび５６か
ら引離す。

第９図を参照して、電源端子１４が２５ＯＡ、２７０ｖ
などの高電圧直流電源の正側に遠吠されたとすると、電
源端子１６は上記”４＠の負側に接峡される。固定接触
子５４を含んでいるアーク室を横切る磁界は、紙面から
観察者へ向う方向に指向する。分離によってアークは固
定接触子５４と可＠ｍ触子７０ｄの聞分よびもう一方の
ｏＴ動接接触子７０ｄ内定接触子５６の間に形成される
。固定接触子５４にｐける正電位アークは固定接触子か
ら町！４！Ｉ接触子へ方向づけられた矢印１２０によっ
て表示源れる。固定接触子５６釦よび可動従触子７０ｄ
Ｋ：＆けるアークは上方向に向けられた矢印１２２によ
って表示される。２つのアーク１２０，１２２は広がる
傾向があシ、それぞれのアーク室の磁界によって付与さ
れた力は、ｏＴ動接接触子７０とがった延長部７０ｅに
沿って導体４８へ向かって左方向へアーク１２とを移動
させる。固定接触子５４ｈよび導体４６におけるアーク
１２０の陽極端部は、導体４６の短い半径のコーナ一部
分を１わって導体のアーク滑走面に向かって移動する。

アークの陽極端部の方がアークの陰極端部よりもＳ動し
易いという理由から、陽極端部は接触子５４ふ゛よび導
体４６を含む不規則な表面を横断するといつこと、およ
び陰極端部は可動接触子７０の平らな−に沿って移動す
ることがより望ｌしい。

アーク１２０が長くなり、その電圧を上昇させる間に、
アーク１２２もまた前部アーク室において、但しよυ限
定された領域円で、磁界のバイヤスによって左方向へ移
動する。２つのアーク１２０、１２２は第１１図に示さ
れる付加的アーク電圧Ｖ、２ｏ＞よびｖａｆｌを生じる
。これら２つのアークの積算電圧は第１１区にＶＩ、ｏ
←Ｉｎによって表ホされ、その電圧は可動接触子７０に
沿って端部７０ｅに向う陰極端部の運動によってアーク
１２０（第９−）が長くなるにつれて主として上昇する
。この間に、対応する電流１１２０１１２２は第１２図
に示されるように幾分減少する。わずかな時間闇陽内に
、アーク１２０は固定接触子５４に共通なアーク室内の
相対する涙滴形状の導体４８に付着し、導体４６から導
体４８へ、従って′Ｉｔ源端子１４から電源端子１６ヘ
アーク１２０による１１！流通路が形成される。抜部ア
ーク室の導体４８に、固定接触子要素５６が取付けられ
ている前部アーク室の導体４８と共通でありかつ導電的
に接続されているので、導体４６から可動接触子７０１
でおよび可動接触子７０から導体４８１で前に伸びてい
る電流通路はここでは消去され、アーク１２２も１司様
に消される。その後、単独のアーク１２４が最後部のア
ーク室内の導体４６釦よび４８のアーク滑走−に沿って
上方向に分離プレート４４へと進行する。上述したよう
に、アークはその陰極端部に沿うよりも容易に陽極端部
に沿って概ね移動するので、このような理由から、アー
ク１２４の陽極端部は導体４６のアークランナー部に沿
ってより迅速に移動し、そのアークの陰極端部を導体４
８のアークランナー部に沿って誘導する。アーク１２４
がアークランナー部に沿って移動し、引き伸ばされるに
つれて、その電圧ＶＬＭは上昇する。これによって第１
１釦よび１２色に示されるように１１Ｌ流１１□を減少
させる。アークランナー部および分離グレート間におけ
る大きい方のギャップ４５（第８図）は、アーク室の陽
極側に位置づけられる。

その理由は陽極端部の方が陰極端部エリも容易に移動可
能であるという前述した特性に基づいている。アーク１
２４は最初、分離プレート４４（の隣接する垂下端部の
間シよび４４（と４４ｂとの間の中間長さのセグメント
に分離され、その後、これらのセグメントが分離プレー
ト４４ａと隣接するプレート　４４ａ、　４４ｂ、　４
４（間の小さい方のギャップへ移動するにつれて、より
短い長さに分割される。アークがいったん分離プレート
内に入ると、電圧は第１１図のＶ　　の高さに至ＸＴ す、回路を中断するために電流１１２４をゼロの状態に
押しやる。

本発明の装置は各アーク室において、それぞれの固定接
触子と共通の可動ブリッジ接触子の間にアークを形成す
るために作動し、次の両方のアーク室のアークを永久磁
石に上って付与された磁界によりそれぞれのアーク室に
かいて逆方向に移動させる。アークの１つは、導体を介
してｔ線端子間に直接的に電流峠路を形成するように相
対するアーク室の固定接触子と導電的に共通する離間し
た導体に付着し、そして可動接触子からｔ流通路を除去
することによって、アーク室の一方のアークを消弧する
。その後、そのアークは分離プレートへと上方向に移動
し、その長さを伸ばし、電圧を上昇し、”ＩＩＬ’Ｒ，
をゼロの状態に押しやって回路を中断する。万一電源端
子の極性が逆の場合は、ここに提供される逆方向付けさ
れた永久磁石の磁界をもつ２つのアーク室構造が１０」
様な形でｇ＆能し、１つのアークのみが後部アーク室で
削除され、前部アーク室で〆内弧される。

次に第１０図を参照すると、アークが依然として分離ル
−トの領域内にあって、その領域でアークを保持しなが
ら、絶縁アーク室の電磁的に非導電性の側壁部に対して
アークを最終的な安定位置に押しやるために、永久磁石
しよび強磁性体の磁束帰路の特殊な構造および配置が提
供される。これは、アークが分離プレートの端部を越え
て伸びることができずかつそれ自体を再形成することが
できないために、分離プレートの上方端部に対する溝の
ラビリンスを具備する必要性をなくし、構造１！Ｉ：ｊ
ｌＬ純化する。第１０図に見られるように、磁石６０ｄ
の上方端部が分離プレート４４の上方釦よびド方端の中
間位置に配置されている。しかしながら、中央プレート
６２、上部プレート６８ｂ釦よび前部プレート６４から
成る強磁性体の磁束帰路はアーク室の上方端部の回シに
完全な磁気ループを形成する。

アーク室の中央領域全体にわたって、磁界は磁石６０ｄ
からグレート６４、上部グレート６８ｂｈよび中央プレ
ー斗６２を通り、アーク室を横切って磁石６Ｑｄまで直
線状に方向決めされる。しかしながら磁石６０ｄの上方
端では、通例の磁束線のフリンジングが生ずる。そのよ
うなフリンジングは、上部磁束線がそれ自体の上に逆戻
りし、さらＶＣ＠部グレグレート６４り得るように、強
磁性体の磁束帰路の存在によって逆ループ状に特別に方
向決めされる。磁石６０ｄの上方端部近くのこのような
磁束パターンの湾曲によって、アークが導体４６トよび
４８のアーク滑走［ｆＩＶＣ沿って接触子５６と７０ｄ
の間から分離ル−ト４４の領域へと上方向に移動する場
合、アーク１２４の軌道に湾曲が生じる。アークがアー
ク室の分離）゛レート領域へと上方向に移動するにつれ
て、その軌道または通路はアークが成形物４０の壁の右
側内部面に衝突する１で、第１０図に見られるように鋭
く湾曲し、壁面ふ・よび磁界がこのような最終的安定位
置からアークが移動するのを防止する。最終的安定位置
におけるこのようなアークの反復的発生を補償するため
に、成形物４ｏ６の位置（第１０図）で厚さを増大して
アークの熱を吸収しかつその浸食に対しより良好な耐性
をもたらす。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明は、高電圧
直流１！源のための直流切換装置をコンパクトでｌＩＩ
！量の構造体内に包含させたので、重ｉｔｐよび容積に
敏感な、例えば航空機などの用途に使用するのに適して
いる。また本装置ｔは左右対称の構成で作られているの
で製作面でのコスト効率を向上させ、さらに直流［ｆｌ
、の逆極性に対して適合するようにしたので非極性切換
装置として使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる直流切換装置を含む密封型電
磁接触器の斜視図、 第２図は、本発明の装置における外側包囲体を切欠いて
見た第１図の接触器にむける背面図、第３図は、第２区
の３−３＠に沿って見た接触器の横断面図、 第４図は、第２図の４−４線に沿って見た、外側包囲体
から取り出された本発明の直流切換装置の横断面図、 第３吠は、第２図の５−５線に沿って見た電源端子磁極
の一方を示す本発明の直流切換装置の横断面図、 第６凶は、本発明の直流切換装置の消弧室を示す分解斜
視図、 第７必は、本発明の直流切換装置における可ａ接触子の
斜視図、 第８−ぽ、第４図の４−４線に沿って見た一方の消弧室
を示す横断面図、 第９園は、本発明の消弧室におけるアークの動作状態を
示す概略色、 第１０図は、分離グレート領域での磁束の方向す−よび
その軌道を示す本発明の消弧室の一部横断面区、 第１１図は本発明の直流切換装置にかける電流しゃ断時
の電圧特性い、 第１２図は本発明の装置内での電流しゃ折中の電Ｒ特性
園。 １６・・・電源端子　２ ・・・分離プレート　４６゜ ５６・・・固定檄触子　６ ６４．６８・・−鋼板　７ １２２・・・アーク ４・・・直流切換装置 ４８・・・涙滴形状の導体 ０・・・永久磁石 ０・・・可動接触子 （ほか２名） Ｆ／Ｇ。 ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）各々が離間した一対の導体（４６、４８）を含む
   一対のアーク消弧室と、 前記一方の消弧室における導体の一方（４６）に導電的
   に取付けられた第１固定接触子（５４）および前記他方
   の消弧室における導体の対向した一方に導電的に取付け
   られた第２固定接触子（５６）と、 前記各々の消弧室内に延び第１、第２固定 接触子（５４、５６）とのブリッジ接続のために移動可
   能な可動接触子とを含み、 前記消弧室の一方の各々の導体が他方の消 弧室の対応する導体に導電的に接続されかつ各々の電源
   端子（１４、１６）と接続されており、前記可動接触子
   （７０）はこの接触子と第１、第２固定接触子との間に
   第１、第２アーク （１２０、１２２）を形成し、 前記接触子間のブリッジ接続の切離しの際 に第１アーク（１２０）は前記可動接触子（７０）から
   前記一方の消弧室における対向する導体 （４８）に移動して、前記離間した一対の導体（４６、
   ４８）の間に直接的に第１アーク（１２０）を含む電流
   経路を形成し、前記第２アーク（１２２）を消弧するこ
   とを特徴とする直流切換装置。 （２）消弧室が複数個のアーク分離プレート（４４）を
   備え、各々の消弧室内に設けた離間する一対の導体（４
   ６、４８）が前記プレート（４４）に向って分岐するア
   ークランナー部を備えており、前記第１アーク（１２０
   ）を分離プレート内に進ませ、アークが端子（１４、１
   ６）間の電流の流れを中断するように消弧されることを
   特徴とする請求項１記載の装置。 （３）第１、第２（１２０、１２２）に対し直交する磁
   界が消弧室を横切って形成され、この磁界の極性社前記
   第１アーク（１２０）の電流の流れ方向に対して予め決
   められており、前記一方の消弧室の対向導体（４８）へ
   の第１アークの移動を助ける磁力を前記一方の消弧室内
   に形成するようにしたことを特徴とする請求項２記載の
   装置。 （４）他方の消弧室における磁界の極性は一方の消弧室
   の磁界の極性とは逆であり、電源端子（１４、１６）に
   おける直流極性の切換えとは無関係に装置の操作および
   実行を可能にさせることを特徴とする請求項３記載の装
   置。 （５）磁界がそれぞれの消弧室と並んで配置された永久
   磁石手段（６０）によって形成されることを特徴とする
   請求項４記載の装置。 （６）各々の消弧室および永久磁石（６０）の回りの外
   側に強磁性体の磁束帰路（６２、６４、６８）を配置し
   たことを特徴とする請求項５記載の装置。 （７）永久磁石手段（６０）が強磁性体の磁束帰路（６
   ２、６４、６８）と協働して、分離プレート（４４）の
   端部近くで複数個の縮小半径のくぼんだループ状の磁束
   パターンを指向させ、この磁界が分離プレート（４４）
   内のある位置で消弧室の内部側壁に第１アーク（１２０
   ）を当て、この位置で第１アーク（１２０）を安定させ
   第１アークが分離プレート（４４）の端部を越えて移動
   するのを防止することを特徴とする請求項６記載の装置
   。 （８）消弧室の内部側壁はその位置（４０ｅ）における
   材料の厚さを増加させていることを特徴とする請求項７
   記載の装置。 （９）各々が複数個のアーク分離プレート（４４）と離
   間した一対のアークランナー部（４６、４８）とを含む
   第１、第２のアーク消弧室と、 各電源端子（１４、１６）と前記消弧室の各アークラン
   ナー部とを電気的に相互接続する手段（１４ａ、１６ａ
   ）と、 前記第１消弧室のアークランナー部（４６）の一方に取
   付けられた第１固定接触子（５４）と、第２消弧室の対
   向する１つのアークランナー部（４８）に取付けられた
   第２固定接触子（５６）と、 閉位置で前記固定接触子（５４、５６）をブリッジ接続
   し、前記固定接触子（５４、５６）から離すための開位
   置に移動可能な可動接触子（７０）とを備え、 第１消弧室において可動接触子（７０）と第１固定接触
   子（５４）間にアーク（１２０）を引出し、可動接触子
   （７０）から、前記第１消弧室内の離間した一対のアー
   クランナー部の他方にアークを移し、 前記アークが第１消弧室のアークランナー 部（４６、４８）に渡り、このランナー部を通る電源端
   子（１４、１６）と可動接触子（７０）の分岐点で電気
   的に相互接続する手段との間に電流経路を形成して第２
   消弧室にアーク（１２２）を消弧することを特徴とする
   直流切換装置。 （１０）各固定接触子（５４、４６）と可動接触子との
   間に引き出されたアーク（１２０、１２２）に対し直交
   して消弧室を横切る磁界を生じさせる、前記消弧室に並
   置された永久磁石（６０）を備え、前記磁界が、固定接
   触子（５４）を有する一方のアークランナー部（４６）
   から消弧室内の他方のアークランナー部（４８）に指向
   される磁力を形成するものであり、この磁力は可動接触
   子（７０）と第１固定接触子（５４）との間に引き出さ
   れるアーク（１２０）の運動を助け、第１消弧室内の一
   対のアークランナー部（４６、４８）をブリツジ接続す
   ることを特徴とする請求項９記載の装置。 （１１）各々の消弧室の外部に配置された強磁性体の磁
   束帰路（６２、６４、６８）と、並置された永久磁石手
   段（６０）とを含んでいることを特徴とする請求項９記
   載の装置。 （１２）消弧室の各々が分離プレートを含む絶縁ハウジ
   ング（４０、４２）、一対のアークランナー部（４６、
   ４８）、および前記ハウジングの対向側壁間に各々１つ
   の固定接触子（５４、５６）を備え、永久磁石手段（６
   ０）が前記消弧室の対向側壁の一方の外表面に設けられ
   、 前記消弧室は相互に隣接する前記側壁の対 向する一方（４２）に設けられ、 前記強磁性体の磁束帰路が永久磁石手段上 に位置し磁気的に相互接続された強磁性プレート（６４
   、６８）と、消弧室の相互に隣接する側壁（４２）間に
   配置された中央プレート（６２）とを含み、このプレー
   ト（６２）は永久磁石手段（６０）上に位置する前記強
   磁性プレート（６４、６８）と磁気的に相互接続され、
   消弧室の両方に共通する磁束線路を与えることを特徴と
   する請求項１１記載の装置。 （１３）第１消弧室を横切る磁界の極性が第２消弧室を
   横切る磁界の極性に関して逆であることを特徴とする請
   求項１２記載の装置。 （１４）消弧室の各々が、対向する内部側壁を有する絶
   縁ハウジング（４０、４２）を有し、一対のアークラン
   ナー部（４６、４８）が、前記側壁間に配置されて第１
   の方向に分岐する協働面を有し、前記内部側壁は、前記
   第１方向を横切って 延びる列をなす分離プレートを位置決め、分離プレート
   の側端を収納する溝（４０ｇ、４２ｇ）を有し、前記分
   離プレート（４４）は第１方向において長手方向に指向
   され、第１の方向に直交する方向に離間しており、 前記永久磁石（６０）は前記側壁の一方（４０）の外表
   面上に設けられ、前記分離プレートの対向端の中間に並
   置された端部を有し、前記永久磁石手段（６０）上に位
   置する強磁性プレート（６４、６８）が、前記分離プレ
   ートと同一範囲に延び、その端部で磁界のフリンジ状磁
   束パターンを強め、かつ分離プレートの前記列間で内部
   側壁面に対しアークを当てて、アークが前記分離プレー
   トから現われるのを防ぐ磁力を形成することを特徴とす
   る直流切換装置。 （１５）永久磁石手段（６０）が複数個の永久磁石（６
   ０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）からなり、第１の磁石
   （６０ａ）は各々の固定接触子（５４、５６）の最も近
   くに配置され、第２、第３の磁石（６０ｂ、６０ｃ）は
   分離プレート（４４）に近接したアークランナー部（４
   ６、４８）の端部の最も近くに配置され、第４の磁石（
   ６０ｄ）は第１、第２、第３の磁石上に相互に配置され
   、第４の磁石の分類は第１、第２、第３の磁石の分極と
   直列関係にあることを特徴とする請求項１０記載の装置
   。