JPH04262330A - 双方向性直流スイッチ装置 - Google Patents

双方向性直流スイッチ装置

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JPH04262330A
JPH04262330A JP3242846A JP24284691A JPH04262330A JP H04262330 A JPH04262330 A JP H04262330A JP 3242846 A JP3242846 A JP 3242846A JP 24284691 A JP24284691 A JP 24284691A JP H04262330 A JPH04262330 A JP H04262330A
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JP
Japan
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arc
switch device
bidirectional
magnetic
plunger
Prior art date
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Pending
Application number
JP3242846A
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English (en)
Inventor
Mark A Juds
マーク　アラン　ジュドゥス
Robert A Kihn
ロバート　アンドリュー　キーン
Peter K Moldovan
ピーター　クラウス　モルドヴァン
Peter J Theisen
ピーター　ジョン　スィーセン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Filing date
Publication date
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/02—Non-polarised relays
    • H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/12—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in both directions due to the energisation of one or the other of two electromagnets without the storage of energy to effect the return movement
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc

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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電力を切り換える
装置に関するものである。特に、性能が電源端子におけ
る電流の極性に関係なく、高電圧直流電力を切り換え可
能にする無極性すなわち双方向性の切換装置に関するも
のである。さらに言えば、本発明は、小型軽量で、密封
され、高所で高電圧直流電力を切り換えることができる
上記形式の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高電圧直流電力は、エネルギを発生して
分配するための最も効率的で信頼性が高く軽量化できる
方法の１つである。高トルク・サマリウムコバルト・ブ
ラシレス直流モータの発達によって、重量及び信頼性を
要求される用途、例えば航空機に使用されている油圧ア
クチュエータを軽量化するための代用物が得られている
。しかし、特に高所で高電圧直流電力を切り換えること
の困難さや、高所での高電圧回路の急冷が可能な従来形
直流スイッチ装置は、重さ及び体積の点から航空機で使
用するスイッチ装置に用いることができない。その結果
、高所で高電圧直流電力を満足に切り換えられないため
に、航空機におけるこの電力の利用が遅れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高所
で高電圧直流電力を切り換えることを可能にする小型で
軽量の双方向性直流スイッチ装置を提供することである
。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前部消弧室及
びこの前部消弧室とほぼ同じ広がりでそれに隣接配置さ
れた１対の横に並べられた後部消弧室と、それぞれ固定
接点及びそれから延出したアークランナを備え、アーク
ランナが二股に分かれて形成された前後アークランナが
それぞれ対応の消弧室内へ延出するようにして前後の消
弧室を横切っている１対の互いに離設された導電体と、
それぞれの後アークランナと協働してそれぞれの後部消
弧室へ拡散する経路を形成する導電手段と、可動接点、
及び前記可動接点を移動させて前記固定接点に対してブ
リッジ係合及び離脱させ、固定接点とのブリッジ係合を
解除する可動接点の移動によってその間にアークを発生
させる手段と、アークに対して直角方向に消弧室を横切
る磁界を発生する磁気手段とを有しており、アークの電
流が磁界と結合して、導電体に接続された直流電力の極
性に応じて前または後アークランナのいずれかに沿って
それぞれの消弧室に入るアークの移動を助ける力を発生
できるようにした双方向性直流スイッチ装置を提供して
いる。
【０００５】本発明はさらに、可動接点を駆動するため
の電磁作動式リニヤモータを提供しており、モータの構
成部材は成型ハウジングの特殊形状の内部空洞部内に位
置決めされ、ハウジングの一部はさらに磁気手段の一部
分及び前部消弧室を位置決めすると共に可動接点のため
のガイド手段を提供できる形状をしている。
【０００６】
【作用】導電体の二股アークランナが固定接点からそれ
ぞれの前後部の消弧室へ延出しており、導電体が横方向
に離れた消弧室を包囲して、その内部のそれぞれのアー
クランナと協働する。このため、可動接点の移動方向に
直角に前記前後部の消弧室を横切る磁界と可動及び固定
接点間に発生したアークの電流により、前記固定接点か
ら前部消弧室または後部消弧室へ向かうアークの移動を
助ける力を発生させるので、アークがそれぞれの端子に
加えられる電力の極性に応じた磁界によって接点から前
室または後室内へ移動する。従って、スイッチ装置への
電源接続部の極性に応じて、アークは前室または後室内
で消滅する。この結果、後室の消弧室を横に並べる独特
の配置，消弧室，電磁リニヤモータ間の同一広がりの前
後配置によって、非常に大きい直流電流を遮断できる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は、本発明の双方向性直流スイッチ装置を内蔵した
密封形電磁接触器２の斜視図である。接触器２は、ケー
ス４の後部に溶接等によって取付けプレート６を取付け
、ケース４の開放した前側部に蓋部８を密封溶接して構
成された金属外装を有している。この説明で使用する「
前」、「後」、「上」、「底」等の方向を表す表現は、
説明をわかりやすくするために便宜上用いられているだ
けであって、本発明の範囲を制限するものではない。こ
こで使用する「小型」の基準として、ケース４及び蓋部
８を有する外装は、３．４２インチ（８．７ｃｍ）幅、
５インチ（１２．７ｃｍ）長さ、３．２３インチ（８．
２ｃｍ）　高さ程度である。蓋部８の両側縁部からフラ
ンジ８ａが外向きに突出している。取付けプレート６の
両側部からストラップ６ａが前方に突出しており、その
自由端部は側方に突出したフランジ６ｂとなって、締結
具１０によってフランジ８ａに取付けられている。
【０００８】マルチピンコネクタ１２が、ケース４の底
壁に設けられた開口に密封状に取付けられて、外装内の
双方向性直流スイッチ装置のための制御電子機器（図示
せず）と接続できるようにしている。直流電源端子１４
、１６が蓋部８に密封状に取付けられて、蓋部８から電
気的に絶縁した状態で延出している。端子１４、１６の
外部に突出した部分にねじ付きの穴が設けられ、端子に
電源コネクタ（図示せず）を取付けるねじ１７がはめ込
まれる。
【０００９】ほぼＴ字形をした絶縁板１８が、蓋部８の
外側に溶接されたねじ付き支柱８ｂに螺着される１対の
ナット２０によって蓋部８に取付けられている。絶縁板
１８は、電源端子１４、１６及びそれに取付けられた電
源コネクタを互いに隔離すると共に、それらの上方を覆
って電気ショックの危険を減少させる保護カバーとなっ
ている。蓋部８には管状の固定具２２も設けられており
、これを介して接触器アセンブリの密封が検査されると
共に、接触器の脱気および不活性ガス等の制御大気媒体
の充填が行われ、その後に固定具２２は折り曲げ密封さ
れる。
【００１０】次に図２、３、６及び図９を参照しながら
説明すると、双方向性直流スイッチ装置２４は、外側の
外装部材４，８を互いに結合する前に、蓋部８に組み付
けられる。リニアモータ２６が最初に組み付けられる。 特に図３，図９に示されているように、モータ２６は１
対の同一コイル２８を有しており、その各々は両端部に
円形フランジ２８ｂを設けた絶縁ボビン２８ａと、巻線
２８ｃと、絶縁カバー２８ｄとを備えている。
【００１１】コイル２８は軸方向に端部同士を突き合わ
せて配置され、矩形の磁束ガイド３２に形成した円形開
口内に配設される円筒形の黄銅スリーブ３０によって分
離されている。スリーブ３０は、コイルのボビン２８ａ
の整列した軸方向開口の非磁性連続部を形成して、その
中にプランジャ３４を摺動可能に収容できるようになっ
ている。１対の矩形の磁石３６も、磁束ガイド３２の両
側においてコイル２８の隣接端部間に設けられており、
磁束ガイドに磁気接触している。このアセンブリは、絶
縁ハウジング３８の空洞部３８ａ内に配置されている。 空洞部３８ａ（図９）には１対のほぼ半円筒形くぼみが
設けられており、中央ウェブで仕切られて、コイル２８
、磁石３６及び磁束ガイド３２をはめ込むことができる
形状になっているため、コイルを正確に位置決めして整
合させることができる。
【００１２】ハウジング３８は空洞部３８ａの周縁部に
沿って逃げ部３８ｂを形成して、コイル、磁石及び磁束
ガイドアセンブリを包囲している矩形の磁気フレーム４
０をその中に収容できるようにしている。フレーム４０
の下辺には、コイル２８の軸線と整合した穴４０ａが設
けられている。ハウジング３８には、穴４０ａと軸方向
に整合した半円筒形くぼみが設けられており、同様なく
ぼみがハウジングカバー４２にも設けられており、この
カバー４２は、ハウジング３８に被せた時にコイル、磁
石及び磁束ガイドアセンブリを位置決めできる相補形の
空洞部を有している。非磁性駆動ロッド４４がプランジ
ャ３４の下端部に螺着されて、穴４０ａ及びハウジング
３８及びカバー４２の対向する半円筒形くぼみによって
形成された穴を通って外部に突出している。カバー４２
は適当な締結手段、例えば穴４２ａ及び３８ｃ（図９）
に挿通されてナット４６（図８）がはめ付けられるねじ
４５（図８）でハウジング３８に取付けられている。
【００１３】ハウジング３８及びカバー４２にはそれぞ
れ側方に延出したウィング３８ｄ，４２ｂが設けられて
おり、これらには電源端子１４，１６の内端部をはめ込
む整合穴が設けられている。これらの端子には、図６に
１６ａで示されているような段差状に小径となる環状肩
部が設けられており、これにウィング４２ｂが当接する
。端子１４，１６は同様であって、それぞれ図６に１６
ｂで示されているようなねじ本体部が設けられて、これ
がウィング３８ｄの開口に挿通されてナット４４がはめ
付けられることによって、ハウジング３８及びカバー４
２が蓋部８にしっかり固定される。端子１４、１６の先
端部は、小径のねじ部１４ｃ、１６ｃになっており、１
６ｂ等のそれぞれのねじ本体部につながるように円錐台
形の傾斜部分１６ｄ（図６）を備えている。
【００１４】ハウジング３８の後面も、本発明のスイッ
チ装置の他の部材を位置決めできる適当な形状をしてい
る。後面及び上縁部が開放している矩形のポケット部３
８ｅにほぼ矩形の絶縁ブロック体５０（図３，８）が収
容されている。絶縁ブロック体５０の上縁部５０ａに沿
って切り欠きが設けられており、これとハウジング３８
とによって形成された溝に後述の導電部材５２が収容さ
れている。
【００１５】前磁気プレート５４がハウジング３８の後
面及び絶縁ブロック体５０に当接している。詳細には示
されていないが、磁気プレート５４の外形は、ハウジン
グ３８の後面に形成されたリブと相補的に一致して、プ
レート５４を横方向及び垂直方向に位置決めできるよう
になっている。プレート５４は、ハウジング３８の後面
に開放している矩形くぼみ３８ｆ（図３，８）の上に重
なって、そのくぼみ３８ｆの後側を閉鎖するが、その底
部は開放したままである。以下の説明から明らかになる
ように、閉鎖くぼみは、スイッチ装置の可動接点キャリ
アのためのガイド手段の一部になる。
【００１６】次に前絶縁カバー５６が磁気プレート５４
の上に配置され、カバー５６及びハウジング３８の相補
形状によって同様にハウジング３８に対して横方向及び
垂直方向に位置決めされている。特に、カバー５６に１
対の側方に延出した矩形ボス５６ａが設けられおり、こ
れらはハウジング３８の前方突出アーム（図５，９）の
上に載っている。カバー５６に複数の溝が設けられてお
り、装置の中心から上方外向きに傾斜した列状に並べら
れた非磁性スプリッタプレート５８，６０がこれらの溝
に収容されている。Ｕ字形すなわち折り返し形の中央ア
ークスプリッタプレート６２が、電源端子１４，１６間
においてプレート５８，６０よりも相当に下方まで延出
して、カバー５６の後方突出タブ５６ｂ上に載っている
。
【００１７】以下に説明するスイッチ装置を横切る方向
の磁界に影響を与えないようにするため、スプリッタプ
レートは非磁性材、好ましくは銅で形成されている。プ
レート５８はプレート６０よりも長く、短いプレート６
０と交互に配置されて、プレート５８の最下端部間の隙
間がプレート５８及び中間プレート６０間の狭い隙間よ
りも広くなっている。
【００１８】スプリッタプレート５８，６０，６２を収
容する溝を設けた中間絶縁プレート６４が、それらのプ
レートを適当な溝内に収容できるようにスプリッタプレ
ートの上に配置されている。図３及び図５にわかりやす
く示されているように、中間プレート６４には、折り返
し形スプリッタプレート６２の両脚部間の空間にはめ込
まれる前方突出リブ６４ａが設けられている。
【００１９】中間絶縁プレート６４の後面には、後向き
に突出した中央リブ６４ｂがプレートの全長に渡って延
在しており、リブ６４ｂの下端部は、折り返し形スプリ
ッタプレート６２の下端部と同じ丸みがつけられて、前
方突出タブ５６ｂの上に載っている。中間絶縁プレート
６４の後面にはさらに、プレート５８，６０と同様に配
置された第２組の非磁性スプリッタプレート５８’，６
０’を収容して位置決めする溝が設けられている。中間
絶縁プレート６４をアセンブリに取付ける時、固定接点
６６，６８がそれぞれ電源端子１４，１６に組み付けら
れる。これらの接点６６，６８は互いに鏡像関係になっ
ている。接点６６が図７に斜視図で示されており、接点
６６についてのみ以下に詳細に説明する。
【００２０】接点は、垂直向きの取付け脚部６６ａ及び
これにほぼ直角に設けられた後方延出脚部６６ｂを有す
る、重ゲージ銅製のほぼＬ字形の部材である。固定接点
素子６６ｃが脚部６６ｂの下側に取付けられている。ア
ークランナが脚部６６ｂから、最初は脚部６６ｂと同一
の平面上であるがその脚部の後方延出部に直角方向に延
出している。アークランナは二股に分かれて、アークラ
ンナ６６ｄ，６６ｅになっている。アークランナ６６ｄ
はアークランナ６６ｅよりも相当に長く、幾分鋭角に上
方へ曲がってから、さらに先端部６６ｆで鋭角に曲がっ
ている。第２アークランナは脚部６６ｂからさらに前方
へ延出して、一度だけ上方に曲がっている。脚部６６ｂ
には、接点素子６６ｃと同一平面上においてアークラン
ナ６６ｄ及び６６ｃの反対側に切り欠きが設けられてい
る。取付け穴６６ｈが垂直脚部６６ａに設けられており
、この穴６６ｈは、傾斜部分１６ｄと同じ端子１４の円
錐台形傾斜部分に対して相補形に座ぐりされている。
【００２１】固定接点６６，６８は、アークランナが絶
縁プレート６４の前後表面にまたがるようにして、中間
絶縁プレート６４と一緒に設置される。適当な座金と共
に六角ナット７０をそれぞれ端子１４、１６の端部１４
ｃ、１６ｃに螺着して、穴６６ｈ及び接点６８側の穴の
座ぐり部を円錐台形傾斜部分１４ｄ及び端子１６側の同
様な傾斜部分１６ｄに嵌め付けることによって、固定接
点６６、６８がそれぞれ端子１４，１６に固定される。
【００２２】次に、前述の導電部材５２をスイッチ装置
に組み付ける。導電部材５２は、矩形の絶縁ブロック体
５０のノッチ５０ａ内にハウジング３８に隣接して配置
された平坦な中間部を備えたほぼ逆Ｕ字形の部材である
。絶縁ブロック体５０及びハウジング３８から側方に突
出した点で、導電部材５２の両脚部は後方へ曲がって、
ハウジング３８及び前絶縁プレート５６の側部に沿って
延出している。その後、導電部材５２の両脚部５２ａ及
び５２ｂは下向きに延出して、中間絶縁プレート６４の
後側の位置で互いに接近するように側方内向きに曲がっ
ており、脚部５２ａ，５２ｂはスプリッタプレート５８
’，６０’と、さらにアークランナ６６ｅ及び固定接点
６８の対応のアークランナ６８ｅとほぼ整合している。 両脚部５２ａ及び５２ｂは蛇行状に下向きに延出して、
その先端部は固定接点６６，６８付近にあって、ノッチ
６６ｇ及び固定接点６８の対応ノッチ６８ｇに隣接して
いる。
【００２３】１対のチャネル形絶縁体７２が、アーム３
８ｇの下面及びハウジング３８のアーム３８ｇから下方
に離して設けられた第２対のアーム３８ｈの上面に形成
されたスロットに摺動可能に組み付けられる。次に、後
絶縁カバー７４が、スプリッタプレート５８’，６０’
及び中間絶縁プレート６４の中央リブ６４ｂに当接する
ように組み付けられる。後絶縁カバー７４の内側すなわ
ち前面には、スプリッタプレート５８’，６０’を収容
するスロットが設けられている。詳細には説明しないが
、変更例として繊維板絶縁体等の後面にスプリッタプレ
ート５８’，６０’を収容する適当なスロットを設けて
それらを位置決めできるようにしてもよく、カバープレ
ート７４を繊維板絶縁体と噛み合う適当な構造を設けれ
ば、それらの組付けが簡単になる。いずれの構造におい
ても、矩形の絶縁ブロック体５０、導電部材５２、前磁
気プレート５４、絶縁カバー５６、中間絶縁プレート６
４、チャネル形絶縁体７２、後絶縁カバー７４及びスプ
リッタプレート５８，６０，６２，５８’，６０’のア
センブリ全体は、ハウジング３８、前カバー５６の矩形
ボス５６ａ及び後カバー７４の整合穴に挿通されてナッ
ト７８がはめ付けられる１対のねじ７６（図２）によっ
てハウジング３８に組み付けた状態で保持されている。
【００２４】図２及び図３に示されているように、カバ
ー７４の後面には４点星形をした浅いくぼみ７４ａが設
けられている。このくぼみ７４ａは、図２に示されてい
るように、５つの永久磁石８０〜８８を星形配列に位置
決めする。この配列では、磁石８４，８６が固定接点６
６，６８と整合し、磁石８０がアークランナ６６ｅ，６
８ｅと整合し、磁石８２，８８がアークランナ６６ｄ，
６８ｄと整合している。
【００２５】後磁気プレート９０が磁石８０〜８８及び
絶縁カバー７４を覆うように設けられて、ハウジング３
８、カバー７４及びプレート９０のタブ９０ａの側方開
放形スロットの整合穴に挿通されてナット９４がはめ付
けられるねじ９２によってそれらに機械的に当接した状
態で保持されている。磁気プレート５４，９０の上端部
は直角に折り曲げられて、整合状態で互いに向き合うよ
うに突出しており、それぞれの部材の隣接縁部が突き合
わされて（図６）、スイッチ装置の外側の周囲に磁路を
完成させている。磁気プレート９０の上脚部の中央に、
アークガスの通気開口となるノッチ９０ｂ（図３）を設
けてもよい。
【００２６】上記部材のアセンブリから得られる構造体
によって、図５に示されているような、アークランナ６
６ｄ，６８ｄがスプリッタプレート５８の下縁部に沿っ
て上向きに拡散する前部消弧室が形成されている。折り
返しスプリッタプレート６２がそれぞれの固定接点間に
垂下して、前部消弧室内に形成されるアークの第１分割
を行う。１対の側方に隣接した後部消弧室が、中間絶縁
プレート６４と後絶縁カバー７４との間に形成されてい
る。アークランナ６６ｅ及び固定接点６８側のアークラ
ンナ６８ｅは、スイッチ装置の中心に向かって傾斜した
後、スプリッタプレート５８’の下端部に向かって上向
きに延出している。導電部材５２の両脚部５２ａ，５２
ｂはそれぞれアークランナ６６ｅ，６８ｅと協働して、
固定接点の６６ｇ等のノッチから消弧室内への拡散路を
形成している。前後の消弧室に中間絶縁プレート６４を
加えた全幅は、固定接点６６，６８の固定接点素子６６
ｃ，６８ｃの幅とほぼ同じである。
【００２７】これによって、前後及び左右の両寸法の点
で非常に小型のスイッチ装置が得られる。永久磁石８０
〜８８はその幅方向に分極されており、それぞれの消弧
室を通る前後方向の磁界Ｂ（図１０，１１）が形成され
、プレート５４，９０は、スイッチ装置の外側周りに磁
路を、それぞれの消弧室の横方向にエアギャップを形成
している。
【００２８】可動接点アセンブリ１００が、スイッチ装
置２４及びリニヤモータ２６に組み付けられる。可動接
点アセンブリには成型絶縁接点キャリア１０２が設けら
れており、キャリア１０２の支点１０２ａ上に可動接点
１０４が回動可能に取付けられている。可動接点１０４
は、Ｚ字形絶縁クリップ１０６によって支点１０２ａに
押し付けられており、絶縁クリップ１０６の一方の脚部
はキャリア１０２の棚部１０２ｂの上に重なり、他方の
脚部は可動接点１０４の上に重なっている。
【００２９】図３に示されているように、チャネル形駆
動リンク１０８が前端部で接点キャリア１０２に引っか
けられて、接点キャリアの下表面に近接した位置で後方
に延出している。キャリア１０２の棚部１０２ｂの部分
に穴１０２ｃが設けられ、それにピン１１０が挿通され
ている。ピン１１０の上端部は、Ｚ字形絶縁クリップ１
０６の棚部１０２ｂの上に重なっている脚部の下側に当
接した状態でねじ１１２またはその他の適当な締結具に
よって固定されている。ピン１１０の下端部には小径突
起１１０ａが設けられており、その突起に設けられた環
状溝にＣ字形クリップ１１４をはめ込むことによって、
ピン１１０が駆動リンク１０８に固着させる。
【００３０】駆動リンク１０８の前端部は、ピン１１０
の突起１１０ａに類似した小径突起４４ａを設けた駆動
ロッド４４の下端部に取付けられている。ロッド４４及
び小径突起４４ａによって形成された環状肩部が駆動リ
ンク１０８の上表面に当接している。突起４４ａに環状
溝が設けられており、これにＣ字形クリップ１１６をは
め込むことによって、駆動ロッド４４の下端部が駆動リ
ンク１０８に固着される。圧縮コイルばね１１８が駆動
リンク１０８と接点キャリア１０２との間において駆動
ロッド４４に巻装されて、駆動リンク１０８をキャリア
１０２から下向きに離れる方向へ押し付けているため、
クリップ１０６を棚部１０２ｂ及び可動接点１０４上に
しっかり当接させた状態に保持することができる。
【００３１】可動接点１０４の両端部は、脚部６６ｂ，
６８ｂの取付け方向、アークランナ６６ｄ，６６ｅの基
部分、及び固定端子６８の対応部分に平行である平面上
において互いに接近するように上向きに曲げられている
。可動接点素子１０４ａ，１０４ｂが可動接点１０４の
傾斜端部に取付けられている。可動接点アセンブリ１０
０は、可動接点素子１０４ａ，１０４ｂをそれぞれ固定
接点素子６６ｃ，６８ｃに対して係脱できるように、垂
直方向に往復直線移動可能に設けられている。
【００３２】接点キャリア１０２は、キャリアと一体成
型されて棚部１０２ｂから上向きに延出している１対の
直立脚部１０２ｄによって垂直方向摺動可能に案内され
る。脚部１０２ｄの横方向全幅はくぼみ３８ｆの幅とほ
ぼ同じであり、脚部１０２ｄの前後深さは磁気プレート
５４で覆った時のくぼみ３８ｆの前後深さとほぼ同じで
ある。くぼみ３８ｆを形成しているハウジング３８の壁
は、ハウジング３８の下縁部よりも下方に延出しており
、キャリア１０２に形成された溝と協働する側方外向き
フランジを設けてもよい。
【００３３】このようにして完成されたスイッチ装置の
アセンブリを蓋部８に組み付けてから、ケース４をスイ
ッチ装置に被せて、その開放端部を蓋部８の張り出し後
縁部内にはめ込む。ケース４と蓋部８との接合部の周り
全体を溶接することによって密封する。フランジ８ａ，
６ｂは締結具１０で結合して、溶接に対する機械的破壊
力に対抗する一体性を増大させることができるようにす
る。外装の内部を管２２を介して排気して不活性ガスを
充填し、充填処理が完了してから管２２を折り曲げ閉鎖
するか、その他の方法で密閉する。
【００３４】次に、本発明のスイッチ装置の作用につい
て説明する。電源導体をねじ１７で端子１４、１６に接
続する。端子に供給される電力の極性は、本スイッチ装
置にとっては重要ではない。それぞれの前後消弧室を通
る磁界Ｂは、図４，５，１０，１１において紙面に垂直
方向の前後に向かっている。リニヤモータ２６は、やは
り外装内に収納されている接触器の電子機器（図示せず
）にマルチピンコネクタ１２を介して接続しているワイ
ヤを介して遠隔位置から制御される。適当なコイル２８
が励磁されると、フレーム４０内に磁気パターンが形成
されて、これによってプランジャ３４がフレームの上壁
に当接するように引き付けられる。
【００３５】この位置になると、励磁コイル２８が消勢
された後にプランジャをこの上昇位置に維持する保持路
を永久磁石３６が形成する。プランジャ３４が上昇位置
にある時、駆動ロッド４４が駆動リンク１０８を引き上
げるため、駆動リンク１０８とキャリア１０２との間の
ばね１１８の弾性連結によって接点キャリア１０２が上
昇する。可動接点素子１０４ａ，１０４ｂが固定接点素
子６６ｃ，６８ｃと係合すると、ばね１１８が圧縮して
接点閉鎖圧力を可動接点に与える。ばね１１８が収縮す
ると、ピン１１０がキャリア１０２に対して移動できる
ので、Ｚ字形クリップ１０６は可動接点１０４から離れ
て上昇するため、接点に対して対向力を与えない。
【００３６】同様に、信号が他方のコイル２８に与えら
れると、フレーム４０内に逆の磁束パターンが形成され
るため、プランジャはフレーム４０の下壁まで引き付け
られて、駆動ロッド４４がモータハウジング３８，４２
から伸長した位置へ移動して突出する。この時、駆動ロ
ッド４４が駆動リンク１０８を引き下げるが、駆動リン
ク１０８の前端部のフックによってキャリア１０２と共
にピン１１０，Ｚ字形クリップ１０６も駆動リンク１０
８と一緒に移動する。この移動によって、可動接点素子
１０４ａ，１０４ｂが固定接点素子６６ｃ，６８ｃから
分離するため、固定接点と可動接点との間に電気アーク
が発生する。
【００３７】図３，９に示されてるように、プランジャ
３４は下端部付近に小径のアンダーカット３４ａを有し
ている。このアンダーカット３４ａは、プランジャとフ
レーム４０の下端部との間の磁束，保持力強さを減少さ
せる磁束制限器として機能するため、コイル２８を同一
にすることができ、経済的利点が得られる。プランジャ
３４が上昇位置に磁気的に保持されると、接点が閉じて
、接点圧力ばね１１８を圧縮するため、プランジャに保
持解除付勢力が加えられ、それぞれのコイルを助ける。 プランジャが降下位置に磁気的に保持されている時には
、ばね１１８は援助を行わないので、従って保持力の強
さは磁束の制限，磁気吸引力の減少によって減少する。 後者は、フレーム４０と密着するプランジャ３４の上端
部の全体面積に比べてプランジャ３４と係合する穴４０
ａの周囲の表面積が小さいことによって、さらに減少す
る。
【００３８】図１０，１１に示されているように、スイ
ッチ装置に接続される電源の極性によって、アークを中
断するために前後のいずれの消弧室が作動するかが決定
される。図１０に示されているように、正電荷を端子１
６に接続し、負電荷を端子１４に接続すると仮定すると
、アークに流れる電流は、固定接点素子６８ｃから可動
接点素子１０４ｂへ流れ、可動接点１０４を通って他方
の接点素子１０４ａから固定接点素子６６ｃへ流れる。 磁界Ｂが前後方向、すなわち紙面に垂直方向に加えられ
ると、磁界，電流方向が協働して、アークをスイッチ装
置の中心に向かう内向きに進ませる力をアークに与える
。
【００３９】この時、前部消弧室が作動して、アークは
可動接点に沿って移動する結果、それぞれの可動接点か
ら折り返し形スプリッタプレート６２へ導かれるため、
スプリッタプレート６２の電荷が固定接点６６の電荷以
上まで上昇する。従って、両接点素子１０４ａ，１０４
ｂのアークは、可動接点から固定接点のアークランナ６
８ｄ，６６ｄへ移動し、それぞれのアークランナと折り
返し形スプリッタプレート６２との間の拡散形部分へ入
る。室の両側のアークは最終的にスプリッタプレート５
８間の幅が広いギャップに進められて、複数のアーク，
アークセグメントに分割され、これらのセグメントは、
それぞれプレート５８と中間プレート６０との間を移動
する時に最終的にさらに２つのセグメントに分割される
ため、アーク電圧は上昇し、アーク電流はゼロになるま
で低下する。
【００４０】電源の極性が、図１１に示されているよう
に逆向きに端子１４，１６に接続された場合、アークの
電流は固定接点素子６６ｃから可動接点素子１０４ａへ
流れ、可動接点１０４を通って可動接点素子１０４ｂか
ら固定接点素子６８ｃへ流れる。電流がこのように流れ
、磁界Ｂが紙面に垂直方向に向けられると、電流，磁界
の結合効果によって、アークをそれぞれのノッチ６６ｇ
，６８ｇによって形成された空間内へ横方向外向きに進
める力が発生する。
【００４１】アークは可動接点６６から導電部材５２の
脚部５２ａへ移動し、アークランナ６６ｅの後側と脚部
５２ａとの間の拡散形経路に沿って進み、アークは長い
スプリッタプレート５８’間の幅が広いギャップに入っ
て広がる。この時、アークは複数の分割アークになり、
それらは続いてスプリッタプレート５８’と短い中間ス
プリッタプレート６０’との間の狭い空間に入るため、
アークはさらに多数の分割アークセグメントに分割され
、その各々で抵抗が上昇し、電流がゼロになる。この間
、導電部材５２の反対側の脚部５２ｂの極性は正となり
、固定接点素子６８ｃに引かれたアークは、可動接点素
子１０４ｂから脚部５２ｂへ移動し、その脚部，アーク
ランナ６８ｅの後面に沿って上昇することによって、ア
ークが上昇してスプリッタプレート５８’内へ入り、続
いてこれらのプレートと中間プレート６０’との間に入
ってアークが長くなることによって多数の短いセグメン
トに分割され、アークの電圧がやはり上昇して、アーク
の電流はゼロになる。
【００４２】従って、スイッチ装置への電源接続部の極
性に応じて、アークは前室または後室内で消滅する。後
室の消弧室を横に並べる独特の配置、，消弧室，電磁リ
ニヤモータ間の同一広がりの前後配置によって、非常に
大きい直流電流を遮断できる特に小型のアセンブリとな
る。本発明の接触器を好適な実施例について以上に説明
してきたが、本発明の範囲内において様々な変更を加え
ることができる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、固定接点素子，可動接
点素子間に発生したアークは、それぞれの端子に加えら
れる電力の極性に応じた磁界によって接点から前室また
は後室内へ移動して消滅するので、非常に大きい直流電
流を遮断でき、特に小型のスイッチ装置として構成でき
る。電磁モータは、寸法制度が容易な成型ハウジング内
に位置決めできる形状にすることによって、低い製造コ
ストで正確に位置合わせして容易に組み付けることがで
きる。電磁モータは、成型ハウジング部材（３８、４２
）　を用いてモータ部品を位置決め固定することによっ
て、製造組立が容易で低コストになる。本装置は、特に
軽量小型装置を必要とする高電圧高電流用途に適してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る双方向性直流スイッチ装置を有し
、後側部を下に、前側部を上向きに配置してマルチピン
コネクタが底側から延出している密封電磁接触器の斜視
図である。
【図２】図１に示されている接触器の、外装を破断して
本発明の双方向性直流スイッチ装置を露出させた背面図
である。
【図３】図２のほぼ３ー３線に沿った図１，２の接触器
の断面図である。
【図４】図３のほぼ４ー４線に沿ってスイッチ装置の後
消弧室を通る接触器の断面図である。
【図５】ケースから取り外した本発明の双方向性直流ス
イッチ装置の、図３のほぼ５ー５線に沿って前部消弧室
を通る断面図である。
【図６】本発明に係る双方向性直流スイッチ装置の、図
４のほぼ６ー６線に沿って一方の電源端子を通る断面図
である。
【図７】本発明の双方向性直流スイッチ装置の固定接点
の斜視図である。
【図８】ハウジング部材，可動接点キャリアのための案
内路を示す、図３の８ー８線に沿った断面図である。
【図９】本発明のスイッチ装置の電磁作動式リニヤモー
タ駆動手段の展開斜視図である。
【図１０】室内のアーク移動を示すための接点構造、ア
ークランナ，前部消弧室の概略図である。
【図１１】図１０と同様な、室内のアーク移動を示すた
めの接点構造、アークランナ，後消弧室の概略図である
。
【符号の説明】
１４、１６　電源端子 ２６　電磁モータ ５２　導電部材 ５４　磁気プレート ６６、６８　固定接点 ６６ｃ，６８ｃ　固定接点素子 ６６ｄ，６８ｄ　前アークランナ ６６ｅ，６８ｅ　後アークランナ ６６ｆ，６８ｆ　前アークランナの先端部８０、８２、
８４、８６、８８　永久磁石９０　後磁気プレート １０４　可動接点

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】直流電源に接続可能とされ、各々が固定接
    点（６６ｃ，６８ｃ）と二股アークランナとを有する１
    対の離設した導電体（６６，６８）　であって、該二股
    アークランナが前記固定接点から延出して他方の各二股
    アークランナ側に集束しかつ１対の前アークランナ（６
    ６ｄ，６８ｄ）　及び後アークランナ（６６ｅ，６８ｅ
    ）　に対応して設けられているものと、前記前アークラ
    ンナ（６６ｄ，６８ｄ）　が配置され、その先端部（６
    ６ｆ，６８ｆ）　が内部に拡散している前部消弧室（図
    １０）と、前記後アークランナ（６６ｅ，６８ｅ）　の
    各々が内部に１つずつ配置されている、側方に並んだ１
    対の後部消弧室（図１１）と、前記後消弧室内において
    前記１対の離設した導電体の外側部に間隔をおいて設け
    られ、それぞれの前記後アークランナとともに各固定接
    点からそれぞれの前記後部消弧室内へ拡散している導電
    手段（５２）と、可動接点（１０４）　と、該可動接点
    を移動させて前記固定接点とブリッジ係合及び離脱する
    駆動手段（２６）と、前記可動接点の移動方向に直角に
    前記前後部の消弧室を横切る磁界を形成し、この磁界と
    前記可動及び固定接点間に発生したアークの電流とによ
    って、前記直流電源に接続された時の前記１対の離設し
    た導電体の極性に従って前記固定接点から前記前部消弧
    室または後部消弧室へ向かう所定方向への前記アークの
    移動を助ける力を発生する磁界形成手段（５４、８０、
    ８２、８４、８６、８８、９０）とを含んでいることを
    特徴とする双方向性直流スイッチ装置。
  2. 【請求項２】　それぞれの前部または後部消弧室の前後
    幅は、前記固定接点（６６ｃ，６８ｃ）　の対応幅のほ
    ぼ半分であることを特徴とする請求項１の双方向性直流
    スイッチ装置。
  3. 【請求項３】　前記導電手段（５２）は電気的に連続し
    ていることを特徴とする請求項１の双方向性直流スイッ
    チ装置。
  4. 【請求項４】　各消弧室は、複数の平行スプリッタプレ
    ート（５８、６０、６２、５８’、６０’）が横方向に
    互いに離して前記アークランナ及び導電手段の拡散部分
    に近接して配置され、前記前部消弧室（図１０）は横方
    向の中心位置に細長い折り返し形スプリッタプレート（
    ６２）を含み、前記前アークランナ（６６ｄ，６８ｄ）
    　間を延出して前記前部消弧室をほぼ２分割することを
    特徴とする請求項３の双方向性直流スイッチ装置。
  5. 【請求項５】　さらに、前記前後部の消弧室間に配置さ
    れた中間絶縁手段（６４）と、前記前部消弧室の前面及
    び前記１対の離設した導電体の上に重なる前絶縁カバー
    （５６）と、前記後部消弧室の後面及び前記１対の離設
    した導電体の上に重なる後絶縁カバー（７４）とを有し
    ており、前記磁界形成手段は、前記前絶縁カバーに隣接
    して設けられた前磁気プレート（５４）と、前記後絶縁
    カバーに隣接して設けられた後磁気プレート（９０）と
    、前記前後磁気プレートを連結する磁気手段と、前記磁
    気プレートの少なくとも一方に隣接して設けられた永久
    磁石手段（８０、８２、８４、８６、８８）とを有して
    いることを特徴とする請求項４の双方向性直流スイッチ
    装置。
  6. 【請求項６】　前記永久磁石手段は、前記絶縁カバーの
    一方（７４）と隣接の磁気プレート（９０）との間に配
    置されていることを特徴とする請求項５の双方向性直流
    スイッチ装置。
  7. 【請求項７】　前記永久磁石手段は、前記固定接点（６
    ６ｃ，６８ｃ）　付近及びそれぞれ対応の前記アークラ
    ンナの拡散端部（６６ｆ，６８ｆ，６６ｅ，６８ｅ）　
    付近に配置されていることを特徴とする請求項６の双方
    向性直流スイッチ装置。
  8. 【請求項８】　前記中間絶縁手段（６４）は、それぞれ
    の前記導電体（６６、６８）　の前記二股アークランナ
    （６６ｄ，６６ｅ；６８ｄ，６８ｅ）　間に延在してい
    ることを特徴とする請求項７の双方向性直流スイッチ装
    置。
  9. 【請求項９】　前記スプリッタプレート（５８、５８’
    、６０、６０’、６２）は非磁性体であることを特徴と
    する請求項８の双方向性直流スイッチ装置。
  10. 【請求項１０】　前記駆動手段（２６）は、成型絶縁ハ
    ウジング（３８）を有する電磁作動式リニヤモータと、
    前記可動接点（１０４）　に平行に移動可能である軸方
    向往復移動プランジャ（３４）と、前記可動接点を前記
    プランジャに結合する手段とを有しており、前記ハウジ
    ングの１つの表面は、前記前磁気プレート（５４）及び
    前カバー（５６）を当接させて収容できる相補形をして
    おり、前記結合手段は、往復直線移動するように案内さ
    れる、前記可動接点を取り付けた接点キャリア（１０２
    ）　と、前記キャリアを前記プランジャに弾性的に結合
    する手段（４４、１１６、１１８）とを有していること
    を特徴とする請求項５の双方向性直流スイッチ装置。
  11. 【請求項１１】　前記キャリア（１０２）　は、前記可
    動接点の前記移動方向に細長いガイド手段（１０２ｄ）
    を有しており、前記ハウジングの前記面は、前記キャリ
    アの移動を案内する前記ガイド手段を収容する相補形手
    段（３８ｆ）　を有していることを特徴とする請求項１
    ０の双方向性直流スイッチ装置。
  12. 【請求項１２】　前記相補形手段は、前記ハウジングの
    前記面に細長い溝（３８ｆ）　を有しており、前記溝は
    端部が開放した状態で前記前磁性プレート（５４）で覆
    われており、前記キャリアガイド手段は、前記開放端部
    から前記溝内に摺動可能に収容された１対の直立脚部（
    １０２ｄ）を有していることを特徴とする請求項１１の
    双方向性直流スイッチ装置。
  13. 【請求項１３】　前記モータ（２６）は、矩形の磁気フ
    レーム（４０）と、軸方向開口（２８ａ）　を備えてお
    り、前記フレーム内に端部同士を突き合わせて軸方向に
    並べられた１対のコイル（２８）と、前記フレームの両
    端部間において前記コイルの軸方向開口内を摺動可能な
    プランジャ（３４）とを有しており、前記成型絶縁ハウ
    ジングは、前記フレーム及び前記コイルを収容して位置
    決めできる相補形をした内部空洞部（３８ａ，３８ｂ）
    　を有していることを特徴とする請求項１０の双方向性
    直流スイッチ装置。
  14. 【請求項１４】　前記ハウジングは、前記コイル（２８
    ）の軸線に平行な平面に沿って第１（３８），第２（４
    ２）部分に分割して前記空洞部（３８ａ、３８ｂ）　を
    露出することによって、前記フレーム（４０）及びコイ
    ル（２８）を組付け可能にすることを特徴とする請求項
    １３の双方向性直流スイッチ装置。
  15. 【請求項１５】　前記フレーム（４０）の一端部に前記
    プランジャ（３４）よりも小径の穴（４０ａ）　が設け
    られ、前記ハウジングには前記フレームの穴に整合した
    穴が設けられており、前記プランジャ（３４）を前記接
    点キャリア（１０２）　に結合する前記手段は、前記穴
    に挿通されて前記プランジャに取付けられた非磁性ピン
    （４４）を有していることを特徴とする請求項１３の双
    方向性直流スイッチ装置。
  16. 【請求項１６】　前記モータはさらに、前記コイル（２
    ８）の互いに隣接した端部間に配置された永久磁石（３
    ６）を有しており、この永久磁石によって、それぞれの
    コイルを励磁したままにすることなく前記プランジャ（
    ３４）をそれぞれの端部位置に保持できることを特徴と
    する請求項１３の双方向性直流スイッチ装置。
  17. 【請求項１７】　前記フレームの前記一端部における前
    記フレーム及びプランジャ間の係合表面積は、前記穴（
    ４０ａ）　を取り囲む狭い外周面積を有しており、前記
    面積は前記フレームの他端部側の対応の係合面積よりも
    小さく、それによって前記他端部よりも前記一端部の磁
    気保持力の方が小さくなっていることを特徴とする請求
    項１６の双方向性直流スイッチ装置。
  18. 【請求項１８】　前記プランジャ（３４）が前記フレー
    ム（４０）の他端部と係合した時、前記可動接点（１０
    ４）　は前記固定接点（６６ｃ，６８ｃ）　とブリッジ
    係合状態に保持され、前記キャリア（１０２）　を前記
    プランジャに弾性的に結合する前記手段は、前記磁気保
    持力に対抗する付勢力を前記プランジャに与えることを
    特徴とする請求項１７の双方向性直流スイッチ装置。
  19. 【請求項１９】　前記プランジャ（３４）は、前記フレ
    ームの一端部と係合する前記端部付近に小径の環状溝（
    ３４ａ）　を備えており、前記溝が前記プランジャの前
    記端部における磁束を制限することによって、前記フレ
    ームの下端部における磁気保持力をさらに減少させてい
    ることを特徴とする請求項１８の双方向性直流スイッチ
    装置。
  20. 【請求項２０】　前記コイル（２８）は同一であって、
    前記キャリア（１０２）　を前記プランジャに弾性的に
    結合する前記手段は、前記コイルの一方を助けて、前記
    フレームの前記他端部における前記磁気保持力に打ち勝
    つようにしたことを特徴とする請求項１９の双方向性直
    流スイッチ装置。
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