JPH05325699A

JPH05325699A - 電気開閉器のアーク発生減少機構

Info

Publication number: JPH05325699A
Application number: JP16984592A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sanai; 英樹佐内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】開作動時におけるアーク発生を減少し、接点の
接触信頼性を維持する。【構成】電気スイツチ１は、接点２を有する一対の接触
片３を支持駒４によりケース５に揺動可能に支持し、各
接点２が所定圧で接触するように押圧バネ６で押圧し、
接点操作部材７の操作により各接点２を対向状に接触・
離間して開閉作動するようになつている。接点操作部材
７は、絶縁材からなる挿入体８と、固有抵抗の大きい低
抗体９とを備え、挿入体８の先端が各接触片３の先端と
対向して直線動するようにケース５に支持され、接点２
間に挿入・離脱可能になつている。挿入体８を挿入する
ことにより接点２を離間するが、各接点２に低抗体９が
摺接して電気的に導通しており、挿入体８を挿入するに
つれて接点２間の抵抗が順次増大し電流を減少する。こ
れにより、接点２が離間する瞬間及び接点２が低抗体９
から離間する瞬間におけるアーク発生を減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、協働する一対の接点の
開閉作動により電気回路をオン−オフする電気スイツ
チ、継電器等の電気開閉器に関する。詳細には、開作動
時における接点間のアーク発生を減少するアーク発生減
少機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気スイツチ、継電器等の電気開
閉器において、一対の接点を対向状に接触・離間して開
閉作動するようにした対向接点タイプ（例、実開昭６２
−６７４２０号公報参照）、一方の接点を固定接点と
し、他方の接点を可動接点とし、可動接点を固定接点に
対して摺動する方向に移動して接触・離間し、開閉作動
するようにした摺動接点タイプ（実開昭６１−１９４６
７０号公報、特公平２−４１８４８号公報等参照）等が
知られている。

【０００３】ところで、電気開閉器については、開作動
時に発生するアークにより各接点が損傷し、接触不良を
生じて接点機能が低下するという問題点があり、各種の
アーク対策技術が提案されている。対向接点タイプにつ
いては、例えば内側にアーク冷却用突起を有する外囲体
を接点間を覆うように設け、開作動時に発生するアーク
を冷却するようにしたもの（例、特開昭５９−９０３１
８号公報参照）、板状の冷却部材を開作動時に接点間に
挿入するように設け、開作動時に発生するアークを分割
して消弧するようにしたもの（例、特開昭５９−９０３
２４号公報、特開昭５９−９０３２２号公報等参照）等
が提案されている。一方、摺動接点タイプについては、
アーク対策を施したものは未だ提案されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のアーク対策
技術によれば、アークを冷却又は消弧することによりア
ーク発生期間、アークエネルギー等が減少するため、接
点をアークから一応保護することができる。ところが、
アークの発生を根本的に抑制するものではないため、長
期間の使用により接点の損傷、酸化被膜の生成等を十分
に抑制することができない。特に、２０アンペア以上の
直流大電流を通電するものについては、発生するアーク
のエネルギーが大きいため、長期間の使用により接点の
損傷、酸化被膜の生成等が生じ易い。その結果、接点の
接触不良が発生し、接触信頼性が低下するため、接点を
アークから十分に保護することができない状況である。

【０００５】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たものであり、その課題は、開作動時におけるアークの
発生を減少し、長期間にわたつて高い接触信頼性を維持
し得る電気開閉器のアーク発生減少機構を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、協働する一対の接点を有する電気開閉器
のアーク発生減少機構であつて、開作動時に抵抗が順次
増大するように接点間を接続する抵抗体を設けることに
より、接点間のアーク発生を減少するようになつてい
る。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図に基づいて説明する。図
１〜３は対向接点タイプの電気スイツチに適用した第１
実施例の説明図である。図１〜３に示す電気スイツチ１
は、先端に接点２を有する一対の接触片３を支持駒４に
よりケース５に揺動可能に支持し、各接点２が所定圧で
接触するように押圧バネ６で押圧し、接点操作部材７の
操作により各接点２を対向状に接触・離間して開閉作動
するようになつている。接点操作部材７は、セラミツ
ク、プラスチツク、砥石等の絶縁材からなる挿入体８
と、鉄クロム、ニクロム、カーボン等の固有抵抗の大き
い抵抗材からなる抵抗体９とを備え、挿入体８の先端が
各接触片３の先端と対向して直線動するようにケース５
に支持され、挿入体８の先端を接点２間に挿入・離脱可
能になつている。抵抗体９は、図２に拡大して示すよう
に、挿入体８の先端側に設けられており、挿入体８の先
端を接点２間に挿入・離脱することにより各接点２の接
触面に摺接して接点２間を電気的に導通し、接点２間の
抵抗が挿入体８を挿入するに従つて順次増大し、離脱時
には順次減少するようになつている。なお、各接触片３
は、導電性を有する弾性材からなり、各接点２が所定圧
で接触するように対向状にケース５に固定保持されてい
てもよい。

【０００８】第１実施例は上記のように構成されてお
り、その作用を次に説明する。接点２を開放する際に
は、接点操作部材７を図１に示す状態から接触片３の方
向に移動し、挿入体８の先端を図３に示すように接点２
間に挿入する。これにより、各接点２は、対向状に離間
するが、挿入体８に設けられた抵抗体９に接触して電気
的に導通するため、離間した瞬間にはアークは発生しな
い。そして、挿入体８をさらに移動することにより各接
点２が抵抗体９から離れて挿入体８の表面に接触し、接
点２間の電気的導通が遮断される。各接点２が抵抗体９
から離間する瞬間には接点２間の抵抗が順次増大し電流
が減少しているため、閉合時における負荷電流が大きい
場合であつても接点２と抵抗体９間に発生するアークは
僅かである。従つて、各接点２は、電流が所定値に低下
した後に電気的導通が遮断されるため、接点２に悪影響
を与える程のアークを発生することなく解放される。一
方、接点操作部材７を復帰して挿入体８を接点２間から
離脱する際には、各接触片３が押圧バネ６により押圧さ
れているため、各接点２が抵抗体９に所定圧で接触し電
気的に導通し、挿入体８を接点２間から離脱する間に抵
抗が順次減少する。従つて、各接点２は、電流が順次増
大するように接触するため、接点に悪影響を与える程の
アークを発生することなく閉合される。また、各接点２
が電気的に導通する瞬間には、両者間に抵抗体９による
大きな抵抗が作用しているため、従来のように大きなピ
ーク電流を発生せず、これによる接点２の加熱を抑制す
ることができる。

【０００９】次に、図４〜６は自動車のイグニツシヨン
スイツチに適用した第２実施例の説明図で、イグニツシ
ヨンスイツチの要部を概念的に示している。図４〜６に
示すイグニツシヨンスイツチ２１は、ラジオ用等のＡＣ
Ｃスイツチ（図示せず）、プラツグ用のＩＧ_１スイツチ
（図示せず）、エアコン，冷却フアン用等のＩＧ_２スイ
ツチ２２、スターターモータ用のＳＴスイツチ（図示せ
ず）の４種のスイツチを円周上に所定間隔で順に配置し
てなり、接点操作部材２３を操作することによりＡＣＣ
スイツチ、ＩＧ_１スイツチ、ＩＧ_２スイツチ２２及びＳ
Ｔスイツチを順次作動するようになつている。各スイツ
チは、対向接点タイプの電気スイツチであり、以下にＩ
Ｇ_２スイツチ２２について説明する。

【００１０】ＩＧ_２スイツチ２２は、エアコン、冷却フ
アン等の負荷に接続する第１接触片２４と電源に接続す
る第２接触片２５とを備えている。各接触片２４、２５
は、弾性材からなり、それぞれの接点２４ａ、２５ａを
互いに接触する方向に弾性付勢するように対向状にケー
ス２６に固定されている。接点操作部材２３は、円筒状
に形成された絶縁材からなる挿入体２７を備えている。
挿入体２７は、図５及び図６に示すように、その周壁に
開口部２７ａが形成され、この開口部２７ａの円周方向
両側の周壁にニクロム材等からなる抵抗体２８が設けら
れ、操作軸２９によりケース２６に回転可能に支持され
ている。また、図示されていない割出位置決め機構によ
つて複数箇所に位置決め保持するようになつており、挿
入体２７を図５及び図６に示す矢印方向に回転すること
によりＩＧ_２スイツチの各接点２４ａ、２５ａが挿入体
の開口部２７ａに対して相対的にＡ点、Ｂ点、Ｃ点及び
Ｄ点に位置するようになつている。Ａ点はＡＣＣスイツ
チが作動状態となる時点の位置、Ｂ点はＩＧ_２スイツチ
も作動状態となる時点の位置、Ｃ点はＩＧ_２スイツチの
各接点２４ａ、２５ａが開口部２７ａに臨んで接触し作
動状態となる時点の位置、Ｄ点はＳＴスイツチが作動状
態となる時点の位置である。なお、挿入体２７には、図
示されていないが、ＡＣＣスイツチ、ＩＧ_１スイツチ、
ＳＴスイツチを作動状態にする開口部がそれぞれ設けら
れている。

【００１１】第２実施例は上記のように構成されてお
り、ＩＧ_２スイツチ２２についてその作用を次に説明す
る。接点操作部材の操作軸２９の右端にキー（図示せ
ず）を装着し、挿入体２７を右方向に回転し、ロツク位
置からＡＣＣスイツチ作動位置、ＩＧ_１スイツチ作動位
置、ＩＧ_２スイツチ作動位置、ＳＴスイツチ作動位置に
順次位置決めする。その際、ＩＧ_２スイツチ２２は、図
５及び図６に示すように、各接点２４ａ、２５ａが挿入
体の開口部２７ａに対して相対的にＡ点、Ｂ点、Ｃ点及
びＤ点の順に位置することになり、Ｃ点において各接点
２４ａ、２５ａが開口部２７ａに臨んで接触し閉合す
る。Ｃ点からＤ点に至る時に、挿入体２７の周壁が接点
２４ａ、２５ａ間に挿入され、各接点２４ａ、２５ａを
離間して解放する。各接点２４ａ，２５ａは、離間する
瞬間には抵抗体２８に接触し電気的に導通しているた
め、接点２４ａ、２５ａ間にアークが発生せず、また抵
抗体２８から離れる瞬間には抵抗が増大し電流が低下し
ているため、各接点２４ａ、２５ａと抵抗体２８間にお
けるアークの発生は僅かである。すなわち、ＳＴスイツ
チを作動する際には、ＩＧ_２スイツチの各接点２４ａ、
２５ａが解放されるが、接点２４ａ、２５ａ間の電流が
所定値に低下した後に電気的導通が遮断されるため、接
点２４ａ、２５ａ間及び各接点２４ａ、２５ａと抵抗体
２８間に接点に悪影響を与える程のアークが発生するこ
となく解放される。また、挿入体２７を逆方向に回転し
てロツク位置に復帰させる場合においても、ＩＧ_２スイ
ツチの各接点２４ａ、２５ａは抵抗体２８に摺接しなが
ら離間した後に解放されるため、上記と同様にして各接
点２４ａ、２５ａに悪影響を与える程のアークを発生す
ることなく解放される。

【００１２】図７及び図８は、対向接点タイプの継電器
に適用した第３実施例の説明図である。図７に示す継電
器３１は、絶縁材からなる基台３２に固定接点３３ａを
有する固定接触片３３を設け、可動接点３４ａを有する
可動接触片３４を強磁性材からなる揺動体３５に絶縁し
て取り付けている。揺動体３５は、可動接点３４ａが固
定接点３３ａに対して対向状に接触・離間するように支
持枠３６に揺動可能に支持され、復帰バネ３７によつて
可動接点３４ａが固定接点３３ａに対して離間した位置
となるように保持し、電磁石３８により吸引して可動接
点３４ａを固定接点３３ａに接触するようになつてい
る。また、固定接触片３３の一側には、抵抗体３９が設
けられている。この抵抗体３９は、図８に拡大して示す
ように、各接点３３ａ、３４ａが互いに接触している時
に可動接触片３４に接触し、可動接点３４ａが離間して
復帰位置に達する直前で離間するようになつている。従
つて、開作動時には、可動接点３４ａが固定接点３３ａ
から離間しても抵抗体３９を介して電気的に導通し、可
動接触片３４が抵抗体３９から離間する時には接点３３
ａ、３４ａ間の抵抗が増大し電流が減少しているため、
接点３３ａ，３４ａ間及び可動接触片３４と抵抗体３９
間において各接点３３ａ、３４ａに悪影響を与える程の
アークを発生することなく解放される。

【００１３】図９は、自動車のイグニツシヨンスイツチ
に適用した第４実施例の説明図で、イグニツシヨンスイ
ツチの要部を展開図で概念的に示している。図９に示す
イグニツシヨンスイツチ４１は、ケース４２と一体の固
定要素４３にＩＧ_２スイツチの負荷側接点４４ａ、ＳＴ
スイツチの負荷側接点４５ａ及び電源接続端子４６ａを
設け、ケース４２内に回転可能に設けられた可動要素４
７にＩＧ_２スイツチの電源側接点４４ｂ、ＳＴスイツチ
の電源側接点４５ｂ及び電源入力用接点４６ｂを有する
導電材からなる可動接触片４８を設けている。そして、
可動要素４７を矢印方向に回転することによりＩＧ_２ス
イツチの負荷側接点４４ａが電源側接点４４ｂに、電源
入力用接点４６ａが電源接続端子４６ｂにそれぞれ摺接
しながら接触し、ＩＧ_２スイツチ４４を閉作動するよう
になつている。また、ＩＧ_２スイツチ４４が閉作動した
後さらに矢印方向に回転することにより、ＩＧ_２スイツ
チの負荷側接点４４ａが電源側接点４４ｂから離間して
解放し、ＳＴスイツチの負荷側接点４５ａが電源側接点
４５ｂに摺接しながら接触し、ＳＴスイツチ４５を閉作
動するようになつている。ＩＧ_２スイツチの負荷側接点
４４ａには、抵抗体４９が矢印方向とは逆方向に延設さ
れている。これにより、ＳＴスイツチ４５を閉作動する
際にＩＧ_２スイツチの負荷側接点４４ａが電源側接点４
４ｂから離間するが、離間した瞬間に負荷側接点４４ｂ
が抵抗体４９に摺接し、負荷側接点４４ａと電源側接点
４４ｂとが電気的に導通するため、両者４４ａ、４４ｂ
間にアークは発生しない。また、両者４４ａ、４４ｂが
離間するに従つて抵抗が増大し電流が低下するため、負
荷側接点４４ａが抵抗体４９から離間する瞬間において
アークが僅かに発生するが、各接点４４ａ、４４ｂに悪
影響を与える程のアークは発生しない。なお、本実施例
におけるイグニツシヨンスイツチ４１は、ＡＣＣスイツ
チとＩＧ_１スイツチ（いずれも図示せず）をも備え、各
スイツチの負荷側接点と電源端子とが固定要素４３に設
けられ、各スイツチの電源側接点と電源入力用接点が可
動要素４７に別途設けられた可動接触片に形成され、可
動要素４７の回転により各スイツチが閉状態となるよう
になつている。

【００１４】なお、各実施例において、開作動時に各接
点が抵抗体から離間して開作動を完了するようになつて
いるが、開作動完了時における接点間の抵抗が大きくな
り、電流値が極めて小さくなるように抵抗体を設けるこ
とにより、各接点が抵抗体に接触した状態で開作動を完
了するようになつていてもよい。例えば、第２実施例及
び第３実施例におけるようなイグニツシヨンスイツチに
ついては、ＳＴスイツチを閉作動する際にＩＧ_２スイツ
チの各接点が抵抗体から離間して開作動を完了するよう
になつているが、スターターモータの起動に必要な電流
が確保されるならばＩＧ_２スイツチの接点間が電気的に
導通していてもよい。すなわち、ＩＧ_２スイツチは、Ｓ
Ｔスイツチの閉合時点において接点間の抵抗が大きくな
り、電流値が極めて小さくなるように抵抗体を設けるこ
とにより、各接点が抵抗体に接触した状態で開作動を完
了するようになつていてもよい。これにより、ＩＧ_２ス
イツチの開作動時における接点間及び各接点と抵抗体間
でのアークの発生を抑制し、より長期間の使用において
も高い接触信頼性を確保することができる。また、抵抗
体は、開作動時に各接点が接触した後の移動距離に応じ
て抵抗が順次増大し、所定量移動した後に一定となるよ
うに設定されていてもよい。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、開作動時に抵抗が順次
増大するように接点間を抵抗体で接続するようになつて
いることから、各接点が離間する瞬間には接点間が電気
的に導通状態となり、開作動完了時には接点間の抵抗が
増大し電流値が低下するため、アークが僅かに発生する
が、アークエネルギーが低く接点に悪影響を与える程で
はない。その結果、アークによる接点の損傷、酸化被膜
の生成等が抑制され、従来よりもさらに一層長期間にわ
たつて高い接触信頼性を維持することが可能になつた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の説明図で、接点の閉合状
態を示している。

【図２】図１における要部の拡大斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例の説明図で、接点の開放開
始状態を示している。

【図４】本発明の第２実施例の説明図で、接点の閉合状
態を示している。

【図５】本発明の第２実施例の要部である挿入体の拡大
説明図である。

【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。

【図７】本発明の第３実施例の正面図である。

【図８】図７のＹ−Ｙ線矢視拡大図である。

【図９】本発明の第４実施例の説明図である。

【符号の説明】

１電気スイツチ２接点９抵抗体２１イグニツ
シヨンスイツチ２２ＩＧ_２スイツチ２４ａ第１接
触片の接点２５ａ第２接触片の接点２８抵抗体３１継電器３３ａ固定接
点３４ａ可動接点３９抵抗体４１イグニツシヨンスイツチ４４ＩＧ_２ス
イツチ４４ａＩＧ_２スイツチの負荷側接点４４ｂＩＧ
_２スイツチの電源側接点４９抵抗体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】協働する一対の接点を有する電気開閉器
のアーク発生減少機構であつて、開作動時に抵抗が順次
増大するように接点間を接続する抵抗体を設けてなるこ
とを特徴とする電気開閉器のアーク発生減少機構。