JPH08306278A - 回路遮断器の接点構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アークによる接点部の損傷をできるだけ回避
して回路遮断器の長寿命化を図る。 【構成】 固定接触子１０は無酸素銅の丸棒材製で、先
端面に導入孔１１が形成され、その周縁部に環状をなす
固定側犠牲電極１３が固着されている。可動接触子２０
は先端部が固定接触子１０の導入孔１１内に挿入可能
で、この可動接触子２０の外周に筒形の可動側犠牲電極
２２が移動変位可能に嵌合されている。両接触子１０，
２０が解離するとき、まず接点部１２，２１が解離し、
その後に、犠牲電極１３，２２間が解離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は対をなす接触子を接離さ
せて回路の開閉を行う回路遮断器の接点構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の接点構造としては、図１１に示
すように、例えば銅棒製の接触子１、２を対向させて配
置し、各接触子１，２の先端には耐アーク性に優れたＡ
g −Ｎi 合金等のチップを接点部１ａ，２ａとして固着
した構造が知られている。これは、例えば一方の接触子
２を他方の接触子１に対して接点部１ａ，２ａが接離す
るように移動させ、もって回路を開閉するようになって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成で
は、両接触子１，２を引き離す回路遮断時に、接点部１
ａ，２ａ間にアークが発生するため、アークによって接
点部表面が荒れ・酸化して接触抵抗が大きくなってしま
うという問題がある。この結果、接点部の発熱がより助
長されて酸化が促進されるという悪循環に陥り、接点部
寿命が短くなってしまうのである。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、アークによる接点部の損傷をできるだ
け回避して長寿命化を図ることができる回路遮断器の接
点構造を提供するところにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、一対の接触子を端部が対向
するように配置し、各接触子の端部に設けた接点部を接
触及び解離させるように移動させることで回路の開閉を
行う回路遮断器において、接触子の双方の接点部の近傍
にはそれぞれ対向して犠牲電極を設け、それらの犠牲電
極の少なくとも一方を接触子の移動方向に沿って変位可
能とするとともに接点部よりも相手の接触子側に突出す
るように付勢し、もって前記接点部の接触に先行して両
犠牲電極が接触し、接点部の解離に遅れて両犠牲電極が
解離するように構成したところに特徴を有する。請求項
２の発明は、さらに、各接触子に設けた犠牲電極を一方
が移動可能で他方が接触子に対して固定されるようにな
し、固定された犠牲電極を相手方の接触子側に突出させ
たところに特徴を有する。請求項３の発明は、さらに、
各犠牲電極を接触子の先端部に位置する各接点部の外側
を包囲するように設けたところに特徴を有する。

【０００６】

【作用】請求項１の発明によれば、両接点部及び両犠牲
電極が共に相互に接触している状態から接触子が解離方
向に移動されると、犠牲電極の少なくとも一方は相手の
接触子側に突出可能にされるとともに、その方向に付勢
されているから、まず両接点部が解離し、次に両接点部
の解離に遅れて両犠牲電極が解離することになる。すな
わち、両接点部が解離した状態では両犠牲電極が未だ接
触していて回路電流はここを流れるから、接点部間には
アークは発生しない。この後、犠牲電極間が解離するよ
うになると、両犠牲電極間にアークが発生するが、接点
部に与える影響は直接に接点部間にアークが発生する場
合に比べて極めて小さい。上記請求項１の構成に加え
て、固定された犠牲電極を相手方の接触子側に突出させ
た請求項２の発明では、犠牲電極間に発生するアークか
ら接点部がより遠ざかることになるから、アークの影響
をより小さく抑えることができる。

【０００７】また、さらに、各犠牲電極を接触子の先端
部に位置する各接点部の外側を包囲するように設けた請
求項３の発明では、アークが接点部に移行することを確
実に防止できる。

【０００８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の接点構造に
よれば、各接触子の接点部間に直接にアークが発生する
ことを極力抑えることができるから、接点部の劣化を防
止して回路遮断器の長寿命化及び信頼性向上を図ること
ができるという優れた効果が得られる。特に、請求項２
及び請求項３の各発明によれば、接点部に及ぶアークの
影響をより小さく抑えることができるから、一層の長寿
命化を達成することができるという効果が得られる。

【０００９】

【実施例】

＜第１実施例＞以下、本発明を具体化した第１実施例に
ついて図１ないし図４を参照して説明する。１０は固定
接触子、２０は可動接触子である。可動接触子２０は固
定接触子１０に対して同軸線上で移動可能となってお
り、図示しない操作装置により固定接触子１０に対して
接離する方向に往復移動操作可能である。また、図示は
しないが、固定接触子１０は銅板製のバスバーを介し、
可動接触子２０は導線を編んだ可撓導体を介して電気回
路に接続され、この実施例では電気自動車の直流電力回
路に介在されて例えば２２０Ａの電流を開閉するように
なっている。

【００１０】さて、固定接触子１０は例えば無酸素銅の
丸棒材から構成され、先端面を陥没させて相手方の可動
接触子２０を収容可能な導入孔１１が形成されている。
この導入孔１１の底面部が相手方の可動接触子２０との
接点部１２となる。また、固定接触子１０の先端面のう
ち導入孔１１の周縁部には環状をなす固定側犠牲電極１
３が接点部１２を包囲する形で固着されている。なお、
この固定側犠牲電極１３は、耐アーク性及び耐溶着性に
優れたＡg −Ｎi 合金、Ａg −ＣdＯ 合金、或いはＡg
−ＳnＯ 合金により形成されている。

【００１１】一方、前記可動接触子２０もやはり無酸素
銅の丸棒材から構成され、先端部が相手方の固定接触子
１０の導入孔１１内に挿入可能な径寸法となっており、
その先端が固定接触子１０の接点部１２に接離する接点
部２１となっている。そして、この可動接触子２０の外
周には接点部２１を包囲するようにして筒形の可動側犠
牲電極２２が可動接触子２０に対して電気的導通状態で
嵌合されており、これが可動接触子２０の移動方向に沿
って移動変位可能となっている。なお、この可動側犠牲
電極２２も、耐アーク性及び耐溶着性に優れたＡg −Ｎ
i 合金、Ａg −ＣdＯ 合金、或いはＡg −ＳnＯ 合金に
より形成されている。そして、可動接触子２０の先端か
ら基部側に離れた位置にはバネ受けリング２３が嵌合固
定され、これと前記可動側犠牲電極２２との間に圧縮コ
イルスプリング２４を介装しており、この可動側犠牲電
極２２を相手側の固定接触子１０方向に向けて常時付勢
している。また、上記可動側犠牲電極２２には、後端部
に係止突部２５が内周側に向けて突設されており、その
係止突部２５を可動接触子２０の外周に軸方向に沿って
形成したガイド溝２６に係合させており、これにより可
動側犠牲電極２２を、図４に示すように、その先端が可
動接触子２０の接点部２１から固定接触子１０側に突出
した状態となるように位置規制している。

【００１２】次に、本実施例の作用を説明する。いま、
両接触子１０，２０が図２に示す回路閉成状態にあると
する。この状態では、可動接触子２０の先端は固定接触
子１０の導入孔１１内に進入し、両接点部１２，２１が
互いに接触して導通状態にある。また、固定側及び可動
側の両犠牲電極１３，２２は圧縮コイルスプリング２４
を圧縮させて互いに突き当たり状態にあるから、ここも
電気的には導通状態にある。しかし、両犠牲電極１３，
２２の電気抵抗は無酸素銅製の両接触子１０，２０のそ
れに比べて十分に大きいから、回路電流の大部分は接点
部１２，２１を通る低抵抗回路に流れることになり、ジ
ュール熱の発生は比較的小さい。

【００１３】さらに、上記接触位置から図示しない操作
レバーが操作されると、可動接触子２０が図中右側に移
動し、可動接触子２０は図３の状態を経て図４の完全開
放状態に至って回路が遮断される。図３の状態では、両
接触子１０，２０の各接点部１２，２１間は解離してい
るが、犠牲電極１３，２２間は導通状態にある。このた
め、各接点部１２，２１が解離した瞬間にはアークは発
生せず、回路電流の分布が全て両犠牲電極１３，２２間
を通るように変化するだけである。

【００１４】この後、さらに可動接触子２０が右側に移
動すると、図４に示すように両犠牲電極１３，２２も解
離するようになる。この時に初めて回路が開くことにな
るから、犠牲電極１３，２２間にはアークが発生する。
しかし、固定接触子１０の接点部１２は固定側犠牲電極
１３よりも後退した位置にあり、また、可動接触子２０
の接点部２１も可動側犠牲電極２２よりも後退した位置
にあるから、アークは接点部１２，２１間に移行するこ
となく、両犠牲電極１３，２２間を結ぶに留まる。この
後、アークが自然消弧して回路電流は完全に遮断され
る。

【００１５】なお、可動接触子２０が固定接触子１０か
ら離れている図３の完全開放位置から、可動接触子２０
を図中左側に移動させると、可動側犠牲電極２２が可動
接触子２０の接点部２１よりも先方に突出しているか
ら、まず可動側犠牲電極２２が固定側犠牲電極１３に突
き当たり、圧縮コイルスプリング２４を圧縮させなが
ら、接点部２１を導入孔１１内に進入させ、最終的に接
点部１２に突き当たって回路が閉じられる。

【００１６】このように上記実施例によれば、両接触子
１０，２０の接点部１２，２１の解離に遅れて犠牲電極
１３，２２が解離するから、接点部１２，２１間にはア
ークはほとんど発生せず、アークは主として可動側及び
固定側の両犠牲電極１３，２２間に発生する。このた
め、アークによる接点部１２，２１の劣化が起こり難
く、これらを長寿命化することができる。また、アーク
を集中させる犠牲電極１３，２２には、通常時には大き
な電流が流れないから、電気抵抗の面での制約を受ける
ことなく、耐アーク性や耐溶着性等に優れた材料を使用
することができ、これらの耐久性も高めることができ
る。

【００１７】しかも、特に本実施例では、固定側犠牲電
極１３を接点部２１よりも相手方の可動接触子２０側に
突出させているから、接点部２１へのアークの移行を極
力防止することができるとともに、犠牲電極１３，２２
間に発生するアークから接点部２１がより遠ざかること
になるから、アークの影響をより小さく抑えることがで
き、接点部２１の保護に効果的である。また、本実施例
では、各犠牲電極１３，２２を各接触子１０，２０の各
接点部１２，２１の外側を包囲するように環状に設けて
いるから、犠牲電極１３，２２間に発生したアークが接
点部１２，２１側に移行することをより確実に防止で
き、接点部１２，２１の保護により効果的である。

【００１８】＜第２実施例＞図５ないし図７は本発明の
第２実施例を示す。前記第１実施例との相違は固定接触
子の構造にあり、可動接触子側は第１実施例と同様であ
るから、同一部分に同一符号を付して重複する説明を省
略する。この実施例で固定接触子３０は可動接触子２０
と同径の無酸素銅の丸棒材から構成してあり、先端部に
可動接触子２０の端面にある接点部２１と突き合わせ状
態となる接点部３１が形成されている。この接点部３１
の外周には、短筒状の固定側犠牲電極３２が嵌合固着さ
れている。なお、この固定側犠牲電極３２は前記実施例
と同様に、耐アーク性及び耐溶着性に優れたＡg −Ｎi
合金、Ａg −ＣdＯ 合金、或いはＡg −ＳnＯ 合金によ
り形成されている。

【００１９】上記構造としても、図５の回路閉成状態で
は、回路電流は大部分が両接点部３１，２１間を通じて
流れ、ジュール熱の発生は比較的小さい。そして、図５
の状態から図示しない操作レバーが操作されて可動接触
子２０が図中右側に移動すると、可動接触子２０は図６
の状態を経て図７の完全開放状態に至って回路が遮断さ
れるが、図６の状態では犠牲電極３２，２２間は導通状
態にあるため、各接点部３２，２１間にはアークは発生
しない。そして、この後、図７に示すように両犠牲電極
３２，２２も解離するようになった時に、接点部１２，
２１間ではなく、犠牲電極１３，２２間にアークが発生
し、その後、アークが自然消弧する。

【００２０】従って、上記構造でも、前記第１実施例と
同様な効果が得られ、しかも、固定接触子１０の構造が
簡単になるから、低コスト化を図ることができるという
利点が得られる。

【００２１】＜第３実施例＞図８ないし図１０は本発明
の第３実施例を示す。前記各実施例とは固定接触子及び
可動接触子の双方の構造が相違する。固定接触子４０は
例えば無酸素銅の丸棒材により形成され、その先端面中
央に電極収容凹部４１を形成して固定側犠牲電極４３を
嵌合固着してあり、その外側環状面を接点部４２として
いる。一方、可動接触子５０も固定接触子４０と同径の
無酸素銅の丸棒材により形成され、やはり先端面中央に
電極収容凹部５１を形成してあり、その外側環状面が接
点部５２となる。この電極収容凹部５１内には、先端を
少し尖らせた円柱状の可動側犠牲電極５３が収納されて
おり、これが可動接触子５０の移動方向である軸方向に
沿って移動可能となっている。この可動側犠牲電極５３
は、図８に示す状態と図１０に示す状態との間で軸方向
に沿って移動できるとともに、圧縮コイルスプリング５
４にて図中左方向に向けて付勢され、図１０に示すよう
に先端が接点部５２よりも突出した状態が最大の突出位
置となるように突部５５にて位置規制されている。な
お、上記各犠牲電極５３は前記各実施例と同様に、耐ア
ーク性及び耐溶着性に優れたＡg −Ｎi 合金、Ａg −Ｃ
dＯ 合金、或いはＡg −ＳnＯ 合金により形成されてい
る。

【００２２】上記構造としても、図８の回路閉成状態で
は、回路電流は大部分が両接点部４２，５２間を通じて
流れ、ジュール熱の発生は比較的小さい。そして、図５
の状態から図示しない操作レバーが操作されて可動接触
子５０が図中右側に移動すると、可動接触子５０は図９
の状態を経て図１０の完全開放状態に至るようになって
おり、図９の状態では犠牲電極４３，５３間は導通状態
にあって各接点部４２，５２間にはアークは発生しな
い。そして、この後、図１０に示すように両犠牲電極４
３，５３も解離するようになった時に、犠牲電極４３，
５３間に初めてアークが発生する。従って、上記構造で
も、前記第１及び第２実施例と同様な効果が得られる。

【００２３】＜他の実施例＞本発明は上記記述及び図面
によって説明した実施例に限定されるものではなく、例
えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ
る。

【００２４】（１）上記各実施例では、犠牲電極を、耐
アーク性及び耐溶着性に優れたＡg−Ｎi 合金、Ａg −
ＣdＯ 合金、或いはＡg −ＳnＯ 合金により形成した
が、これに限らず、通常の銅や、銅系の耐熱合金を使用
してコストダウンを図ってもよく、犠牲電極の材質につ
いては電気抵抗をほとんど考慮することなく、広く選択
することができる。特に、一般的な銅材料を使用した場
合には、犠牲電極間のアークにより表面が酸化して接触
抵抗の増大等の劣化現象が生ずるが、犠牲電極にこのよ
うな劣化が生ずれば、回路電流は劣化のない接点部をよ
り多く通るように分担されるから、当初から接点部の電
流容量を十分に確保しておけば、接触子における異常発
熱を確実に防止することができる。

【００２５】（２）上記実施例では、圧縮コイルスプリ
ングにて可動側犠牲電極を固定接触子側に付勢するよう
にしたが、これに限らず、例えば犠牲電極と接触子とを
弾性を有する可撓電線にて結合し、その可撓電線の弾発
力を利用して犠牲電極を相手の接触子側に付勢するよう
にしてもよい。要するところ、犠牲電極の少なくとも一
方を接触子の移動方向に沿って変位可能とし、接点部よ
りも相手の接触子側に突出するように付勢することによ
って、接点部の解離に遅れて両犠牲電極が解離するよう
に構成すればよいものである。

【００２６】（３）上記各実施例では、可動接触子側の
犠牲電極をその接触子に対して移動可能に構成したが、
これに限らず、可動接触子及び固定接触子の双方の犠牲
電極を移動可能に構成してもよく、また、接触子は双方
を移動するように構成してもよい。

【００２７】（４）上記各実施例では、操作レバーの操
作に応じて可動接触子が固定接触子から離れる手動操作
形の回路遮断器に適用した例を示したが、これに限られ
ず、過負荷過電流や短絡電流を検出して引き外し装置を
動作させることで両接触子を解離させる配線保護用の回
路遮断器に適用してもよい。

【００２８】その他、本発明は、必要に応じて消弧装置
を付加する等、上記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で
種々変更して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す斜視図

【図２】第１実施例に係る接点構造において回路閉成状
態を示す断面図

【図３】同じく接点部が解離した状態を示す断面図

【図４】同じく犠牲電極が解離した状態を示す断面図

【図５】本発明の第２実施例に係る接点構造において回
路閉成状態を示す断面図

【図６】同じく接点部が解離した状態を示す断面図

【図７】同じく犠牲電極が解離した状態を示す断面図

【図８】本発明の第３実施例に係る接点構造において回
路閉成状態を示す断面図

【図９】同じく接点部が解離した状態を示す断面図

【図１０】同じく犠牲電極が解離した状態を示す断面図

【図１１】従来の接点構造を示す斜視図

【符号の説明】

１０…固定接触子 １２，２１…接点部 １３…固定側犠牲電極 ２０…可動接触子 ２２…可動側犠牲電極 ２４…圧縮コイルスプリング ３０…固定接触子 ３１，２１…接点部 ３２…固定側犠牲電極 ４０…固定接触子 ４３…固定側犠牲電極 ５０…可動接触子 ５３…可動側犠牲電極 ５４…圧縮コイルスプリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の接触子を端部が対向するように配
   置し、接触子の端部に設けた接点部を接触及び解離させ
   るように移動させることで回路の開閉を行う回路遮断器
   において、前記接触子の双方の接点部の近傍にはそれぞ
   れ対向して犠牲電極が設けられ、それらの犠牲電極の少
   なくとも一方は接触子の移動方向に沿って変位可能とす
   るとともに接点部よりも相手の接触子側に突出するよう
   に付勢されていて接点部の解離に遅れて前記両犠牲電極
   が解離するように構成されていることを特徴とする回路
   遮断器の接点構造。
2. 【請求項２】 前記各接触子に設けた犠牲電極は一方が
   移動可能で他方が接触子に対して固定され、固定された
   犠牲電極は相手方の接触子側に突出していることを特徴
   とする請求項１記載の回路遮断器の接点構造。
3. 【請求項３】 各犠牲電極は接触子の先端部に位置する
   各接点部の外側を包囲するように設けられていることを
   特徴とする請求項１または２記載の回路遮断器の接点構
   造。