JPH0845411A

JPH0845411A - 発弧時に飛散する金属類の絶縁体化方法、それに用いるガス発生源材料およびそれを用いた開閉器

Info

Publication number: JPH0845411A
Application number: JP6183489A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Kato; 和晴加藤; Hiroshi Adachi; 廣士足達; Tadayoshi Murakami; 忠禧村上; Mitsugi Takahashi; 貢高橋; Takao Mihashi; 孝夫三橋; Itsuo Nishiyama; 逸雄西山; Shoji Yamaguchi; 昌二山口; Kenichi Nishina; 健一仁科; Kazunori Fukutani; 和則福谷; Nobuji Yamagata; 伸示山県
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-05-23
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】開閉器の電極の接点の開閉時に該電極、該接
点およびその近傍の金属から飛散する金属類の絶縁体化
方法、それに用いるガス発生源材料およびそれを用いた
開閉器を提供すること。【構成】開閉器の電極開閉時に接点間で発弧する際
に、アークによって電極、接点およびその近傍の金属か
ら飛散する金属類を、前記電極、接点およびその近傍の
金属の付近に配置したガス発生源化合物から飛散した絶
縁性付与ガスによって絶縁体化させることを特徴とする
発弧時に発生する金属類の絶縁体化方法、それに用いる
ガス発生源材料およびそれを用いた開閉器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発弧時に飛散する金属
類の絶縁体化方法、それに用いるガス発生源材料および
それを用いる開閉器に関する。さらに詳しくは、たとえ
ば電磁接触器回路遮断器、限流器などの開閉器の電極の
接点の開閉時にその消弧室内にアークが発生する開閉器
の電気抵抗の低下を防止しうる発弧時に飛散する金属類
の絶縁体化方法、それに用いるガス発生源材料およびそ
れを用いた開閉器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、開閉器のアーク発生後の絶縁不良
は、有機物が分解して生成した炭素が、該開閉器の消弧
装置内の壁面や接点部に付着することにより、電気抵抗
の低下を起こすことが原因であると考えられてきた。か
かる電気抵抗の低下を防止する方法として、たとえば特
開昭６３−３１０５３４号公報では水素原子を多く含む
有機物を用いる方法が、特開平２−１４４８１１号公報
では、水和アルミナから解離した結晶水を使用する方法
などが提案されてはいるが、電気抵抗の低下を防止する
効果が不充分であったり、結晶水の急激な膨張により有
機材料に亀裂が発生するなどの問題があった。

【０００３】ところで、本発明者らが開閉器の消弧装置
内の壁面や接点部などの付着物を詳細に分析したとこ
ろ、前記炭素以外にも、開閉器の電極の開閉時に電極、
接点およびその近傍の金属部品から飛散する金属類によ
り金属層が形成され、この形成された金属層が電気抵抗
の低下に大きく影響を与えていることが判明した。した
がって、従来の炭素の付着の抑制だけでは、電気抵抗の
低下を充分に防止することができなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、開閉器の電極の接点の
開閉時に、該電極、該接点およびその近傍の金属から飛
散する金属類から形成される付着金属層に起因する電気
抵抗の低下を充分に防止しうる、発弧時に飛散する金属
類の絶縁体化方法、それに用いるガス発生源材料および
それを用いた開閉器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、開閉器の電極
の接点の開閉時に該接点間で発弧する際に、該電極、該
接点およびその近傍の金属から飛散する金属類を絶縁体
化させるために、ガス発生源化合物から該金属と結合し
うる絶縁性付与ガスを飛散させて該金属類を絶縁体化さ
せる方法、それに用いるガス発生源化合物を含んでいる
ガス発生源材料およびそれを用いる開閉器に関する。

【０００６】

【作用および実施例】本発明の発弧時に飛散する金属類
の絶縁体化方法によれば、開閉器の電極の接点の開閉時
に、該電極、該接点およびその近傍の金属から飛散する
金属類を絶縁体化させる際に、ガス発生源化合物から該
金属類と結合しうる絶縁性付与ガスを飛散させて該金属
類を絶縁体化させることができる。

【０００７】また、本発明の前記方法に用いるガス発生
源材料は、開閉器の電極の接点の開閉時に、該電極、該
接点およびその近傍の金属から飛散している金属類と結
合しうる絶縁性付与ガスを飛散しうるガス発生源化合物
を含んでおり、該金属類を絶縁化させることができる材
料である。

【０００８】さらに、本発明の前記方法や前記材料を用
いた開閉器は、該開閉器の電極、該接点およびその近傍
の金属から発弧時に飛散している金属類と結合しうる絶
縁性付与ガスを発生しうるガス発生源材料が、該電極、
該接点およびその近傍の金属の付近に配置されているこ
とにより、該金属類を絶縁体化しうるものである。

【０００９】なお、本発明におけるガス発生源材料と
は、前記ガス発生源化合物または該ガス発生源化合物と
結合剤からなるものである。

【００１０】前記ガス発生源化合物は、発弧時のアーク
による高熱により、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂、原子状酸素、酸素イオ
ン、酸素プラズマなどのガスを発生する。

【００１１】その結果、前記Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂、原子状酸素、
酸素イオン、酸素プラズマにより酸化金属または水酸化
金属が生成され、導電性物質の減少を図ることができ
る。

【００１２】また、本発明では前記Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂、原子状
酸素、酸素イオン、酸素プラズマをアークによって発生
させやすい水酸化物、水和物または酸化物を用いるた
め、前記金属類の絶縁体化反応が起こりやすく、導電性
物質の減少を図るのに効果的である。

【００１３】本発明において、前記金属類とは開閉器の
電極を開閉したときの発弧時に、該電極、前記接点およ
びその近傍の金属から飛散してくる、たとえば昇華金属
蒸気、溶融金属液滴、金属微粒子、金属イオン（金属プ
ラズマ）などである。

【００１４】本発明において、前記金属から発生する前
記金属類をガス発生源化合物から飛散した絶縁性付与ガ
スによって絶縁体化させる過程は、つぎのとおりである
と考えられる。

【００１５】まず、開閉器の消弧室における電極開閉時
に、電極の接点間で発弧し、このときに通常４０００〜
６０００℃程度の温度で発生するアークによって電極、
接点およびその近傍の金属が加熱され、該金属から前記
金属類が発生し、飛散する。

【００１６】つぎに、前記発生したアークのみならず、
前記飛散した金属類によっても、電極、接点およびその
近傍の金属の付近に配置したガス発生源化合物が加熱さ
れ、絶縁性付与ガスが発生して飛散する。

【００１７】本発明において、絶縁性付与ガスとは、前
記ガス発生源化合物から発生するガスであり、前記金属
類と結合して該金属類を絶縁体化させる性質を有するガ
スをいう。

【００１８】本発明において、前記金属類と前記絶縁性
付与ガスが結合しうるとは、該金属類と該絶縁性付与ガ
スとが反応するばあい、または該金属類の表面に該絶縁
性付与ガスが付着したり該金属類の粒子のあいだに該絶
縁性付与ガスが介在することなどをいう。

【００１９】前記金属類を絶縁体化させる絶縁性付与ガ
スは、主として該金属類と反応するガスと、主としてそ
れ自体が絶縁性を有するガスとの２つに大別される。

【００２０】前記金属類と反応するガスが発生したばあ
いには、かかるガスと該金属類とが反応し、該ガスと該
金属類との反応生成物および未反応のガス発生源化合物
が飛散し、これらが絶縁体化されて電極の近傍や接点の
近傍に付着する。

【００２１】一方、それ自体が絶縁性を有するガスが発
生したばあいには、かかるガスが、飛散している前記金
属類に付着し、その表面に絶縁体層を形成させたり、該
金属類の粒子のあいだにガスの粒子が介在して絶縁性を
付与し、これら該金属類が電極の近傍や接点の近傍に付
着して絶縁体層が形成される。

【００２２】このように、いずれのばあいにも、従来電
気抵抗の低下に大きく影響を与えていた前記金属類が絶
縁体化され、電気抵抗の低下が防止され、アーク発生後
の絶縁不良が起こらなくなる。

【００２３】なお、アークによって電極、接点およびそ
の近傍の金属から勢いよく飛翔している前記金属類が絶
縁体化される際には、発生した絶縁性付与ガスは、アー
クによって発生する高圧金属蒸気の膨張により、接点部
分に近づけないため、該接点部分には該金属類の絶縁体
層が存在せず、通電自体を妨げるようなことがない。

【００２４】本発明に用いられるガス発生源化合物に
は、前記したように、主として前記金属類と反応するガ
スを発生するものと、主としてそれ自体が絶縁性を有す
るガスを発生するものとがある。

【００２５】前記主として金属類と反応するガスを発生
するガス発生源化合物としては、たとえば金属過酸化
物、金属水酸化物、金属水和物、金属アルコキシドの加
水分解物、金属炭酸化物、金属硫酸化物、金属硫化物、
金属フッ化物、含フッ素ケイ酸塩などが、絶縁性付与効
果が大きいという点から好ましく用いられる。

【００２６】金属過酸化物の代表例としては、たとえば
過酸化カルシウム（ＣａＯ₂）、過酸化バリウム（Ｂａ
Ｏ₂）、過酸化マグネシウム（ＭｇＯ₂）などがあげられ
る。

【００２７】金属水酸化物の代表例としては、たとえば
水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）₂）、水酸化アルミニウム
（Ａｌ（ＯＨ）₃）、水酸化カルシウム（Ｃａ（Ｏ
Ｈ）₂）、水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）₂）、水酸化マ
グネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂）などがあげられるが、熱
分解時の前記ガスの発生量の点から水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウムが好ましく、金属類の絶縁体化
効果の点から水酸化マグネシウムがさらに好ましい。

【００２８】金属水和物の代表例としては、たとえば水
酸化バリウム・８水和物（Ｂａ（ＯＨ）₂・８Ｈ₂Ｏ）、
リン酸マグネシウム・８水和物（Ｍｇ（ＰＯ₄）₂・８Ｈ
₂Ｏ）、水和アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｈ₂Ｏ）、ほう酸亜
鉛（２ＺｎＯ・３Ｂ₂Ｏ₃・３．５Ｈ₂Ｏ）、ほう酸アン
モン（（ＮＨ₄）₂Ｏ・５Ｂ₂Ｏ₃・８Ｈ₂Ｏ）などがあげ
られるが、金属類の絶縁体化効果の点から水和アルミナ
が好ましい。

【００２９】金属アルコキシドの加水分解物の代表例と
しては、たとえばシリコンエトキシド加水分解物（Ｓｉ
（ＯＣ₂Ｈ₅）_4-x（ＯＨ）_x、ｘは１〜３の整数）、シリ
コンメトキシド加水分解物（Ｓｉ（ＯＣＨ₃）_4-x（Ｏ
Ｈ）_x、ｘは前記と同じ）、バリウムエトキシド加水分
解物（Ｂａ（ＯＣ₂Ｈ₅）（ＯＨ））、アルミニウムエト
キシド加水分解物（Ａｌ（ＯＣ₂Ｈ₅）_3-y（ＯＨ）_y、ｙ
は１または２）、アルミニウムブトキシド加水分解物
（Ａｌ（ＯＣ₄Ｈ₉）_3-y（ＯＨ）_y、ｙは前記と同じ）、
ジルコニウムメトキシド加水分解物（Ｚｒ（ＯＣＨ₃）
_4-x（ＯＨ）_x、ｘは前記と同じ）、チタンメトキシド加
水分解物（Ｔｉ（ＯＣＨ₃）_4-x（ＯＨ）_x、ｘは前記と
同じ）などがあげられるが、金属類の絶縁体化効果の点
からシリコンエトキシド加水分解物が好ましい。

【００３０】金属炭酸化物の代表例としては、たとえば
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、炭酸バリウム（ＢａＣ
Ｏ₃）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）、ドロマイト
（ＣａＭｇ（ＣＯ₃）₂）などがあげられるが、金属類の
絶縁体化効果の点から炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ムが好ましい。

【００３１】金属硫酸化物の代表例としては、たとえば
硫酸アルミニウム（Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃）、硫酸カルシウ
ム・２水和物（ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）、硫酸マグネシウ
ム（ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）などがあげられる。

【００３２】金属硫化物の代表例としては、たとえば硫
化バリウム（ＢａＳ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）な
どがあげられるが、金属類の絶縁体化効果の点から硫化
バリウムが好ましい。

【００３３】金属フッ化物の代表例としては、たとえば
フッ化亜鉛（ＺｎＦ₂）、フッ化鉄（ＦｅＦ₂）、フッ化
バリウム（ＢａＦ₂）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）
などがあげられるが、金属類の絶縁体化効果の点からフ
ッ化亜鉛、フッ化マグネシウムが好ましい。

【００３４】含フッ素ケイ酸塩の代表例としては、たと
えばフッ素金雲母（ＫＭｇ₃（Ｓｉ₃Ａｌ）Ｏ₁₀Ｆ₂）、
フッ素四ケイ素雲母（ＫＭｇ_2.5Ｓｉ₄Ｏ₁₀Ｆ₂）、リチ
ウムテニオライト（ＫＬｉＭｇ₂Ｓｉ₄Ｏ₁₀Ｆ₂）などが
あげられるが、金属類の絶縁体化効果の点からフッ素金
雲母が好ましい。

【００３５】前記主として金属類と反応するガスを発生
するガス発生源化合物は、単独でまたは２種以上を混合
して用いることができるが、これらのなかでは、発生す
るガスの絶縁性付与効果が大きく、安価であるという点
から水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムおよび炭酸マ
グネシウムがとくに好ましい。

【００３６】前記主としてそれ自体が絶縁性を有するガ
スを発生するガス発生源化合物としては、たとえば金属
酸化物、複合酸化物、含水ケイ酸塩などが、絶縁性付与
効果が大きいという点から好ましく用いられる。

【００３７】金属酸化物の代表例としては、たとえば酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ₂）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、二酸化ケイ素
（ＳｉＯ₂）、五酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₅）、オクタ
モリブデン酸アンモン（（ＮＨ₄）₄Ｍｏ₈Ｏ₂₆）などが
あげられる。

【００３８】複合酸化物の代表例としては、たとえばジ
ルコン（ＺｒＯ₂・ＳｉＯ₂）、コーディエライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ
₃・２ＳｉＯ₂）、ウォラストナイト（ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ₂）などがあげられる。

【００３９】含水ケイ酸塩の代表例としては、たとえば
白雲母（ＫＡｌ₂（Ｓｉ₃Ａｌ）Ｏ₁₀（ＯＨ）₂）、カオ
リン（Ａｌ₂（Ｓｉ₂Ｏ₅）（ＯＨ）₄）、タルク（Ｍｇ₃
（Ｓｉ₄Ｏ₁₀）（ＯＨ）₂）、アストン（５ＭｇＯ・３Ｓ
ｉＯ₂・３Ｈ₂Ｏ）などがあげられるが、金属類の絶縁体
化効果および機械的強度の向上効果の点からアストンが
好ましい。

【００４０】前記主としてそれ自体が絶縁性を有するガ
スを発生するガス発生源化合物は、単独でまたは２種以
上を混合して用いることができる。

【００４１】前記Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂、原子状酸素、酸素イオ
ン、酸素プラズマをアークによって発生させやすい水酸
化物としては、水酸化マグネシウムがあげられ、該水酸
化マグネシウムは脱水反応時に該Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂、原子状酸
素、酸素イオン、酸素プラズマを発生させやすいため、
前記金属類の絶縁体化反応が起こりやすく、導電性物質
の減少を図るのに効果的である。

【００４２】本発明において、前記結合剤とは成形性の
向上および機械的強度の向上に寄与するものであり、無
機系結合剤、有機系結合剤があげられる。

【００４３】前記無機系結合剤としては、たとえばアル
カリ金属ケイ酸塩系結合剤、リン酸塩系結合剤などがあ
げられる。

【００４４】前記有機系結合剤としては、たとえば熱可
塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂ゴム、
有機系ワックス、ポリマーブレンドなどがあげられる。

【００４５】前記熱可塑性樹脂としては、たとえば高密
度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィンがあげら
れ機械的強度の点から高密度ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリメチルペンテンが好ましく、またエチレン−
ビニルアルコール共重合体、エチレン−ビニルアセテー
ト共重合体、などのオレフィン系共重合体があげられ機
械的強度の点からエチレン−ビニルアルコール共重合体
が好ましく、またポリスチレン、ポリ塩化ビニルといっ
た汎用プラスチックがあげられ、またナイロン６、ナイ
ロン１２、ナイロン６６などのポリアミドがあげられ充
填の容易性の点からナイロン６、ナイロン１２が好まし
い。

【００４６】前記熱可塑性エラストマーとしては、たと
えばポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレ
タン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エ
ラストマーなどがあげられるが、充填の容易性および機
械的強度の点からポリオレフィン系熱可塑性エラストマ
ー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーが好ましい。

【００４７】前記熱硬化性樹脂としては、たとえばビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂、ビフェニルエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル、メラミン樹脂、ユリア樹脂などがあげられるが、充
填の容易性、金属類の絶縁体化効果の点からビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニルエポキシ樹脂、メラ
ミン樹脂が好ましい。

【００４８】前記ゴムとしては、たとえばエチレン−プ
ロピレンゴム、イソプレンゴム、ネオプレンゴムなどが
あげられるが、充填の容易性の点からエチレン−プロピ
レンゴムが好ましい。

【００４９】前記有機系ワックスとしては、たとえばパ
ラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなど
があげられるが充填の容易性、安価であるという点から
パラフィンワックスが好ましい。

【００５０】前記ポリマーブレンドとしては、前記樹
脂、前記エラストマーまたは前記ワックスの２種以上の
ポリマーを混合したものであればよく、たとえばポリア
ミドとポリオレフィン、ポリアミドと熱可塑性エラスト
マー、ポリアミドとゴム、ポリアミドと熱硬化性樹脂な
どがあげられるが、充填の容易性および機械的強度の点
からポリアミドとポリオレフィンが好ましい。

【００５１】前記補強用充填材としては、たとえばガラ
ス繊維、ガラスビーズ、セラミック繊維などがあげられ
るが、補強効果および安価であるという点からガラス繊
維が好ましい。

【００５２】本発明におけるガス発生源材料の形態は、
とくに限定はないが、たとえば粉粒体、成形体、該ガス
発生源化合物を担体に付着させた担持体などがあげられ
る。

【００５３】前記ガス発生源化合物が粉粒体であるばあ
い、かかる粉粒体の平均粒子径は、とくに限定はない
が、成形性、担体への付着性、たとえば後述する媒体中
での混合性、コストなどを考慮すれば、たとえば金属過
酸化物や金属酸化物、複合酸化物のばあいには、通常
０．３〜４０μｍ程度、金属水酸化物、金属水和物、金
属アルコキシドの加水分解物や含水ケイ酸塩のばあいに
は、通常０．６〜４０μｍ程度、金属炭酸化物のばあい
には、通常０．３〜２０μｍ程度、金属硫酸化物のばあ
いには、通常６〜４０μｍ程度、金属硫化物のばあいに
は、通常０．６〜４０μｍ程度、金属フッ化物や含フッ
素ケイ酸塩のばあいには、通常０．３〜２０μｍ程度で
あることが好ましい。

【００５４】なお、前記ガス発生源化合物の粉粒体を前
記ガス発生源材料として用いるときに、電極、接点およ
びその近傍の金属の付近に配置するばあいの該粉粒体の
量は、たとえば用いるガス発生源化合物の種類や開閉器
内の消弧室の大きさなどによっても異なるので一概には
決定することができないが、通常、前記金属類を絶縁体
化させるのに充分な量の絶縁性付与ガスが発生する程度
であればよい。たとえば消弧室がたて２０ｍｍ×よこ５
０ｍｍ×幅２０ｍｍ、肉厚２ｍｍ程度のものであるばあ
いには、粉粒体の量は０．４ｇ程度以上であることが好
ましい。

【００５５】前記ガス発生源化合物を成形体にしてガス
発生原材料として用いるばあいには、たとえば前記ガス
発生源化合物の粉粒体をたとえばプレス成形法などによ
って成形すればよい。また、かかる成形体の大きさは、
たとえば用いるガス発生源化合物の種類や開閉器内の消
弧室の大きさなどによっても異なるので一概には決定す
ることができないが、前記金属類を絶縁体化させるのに
充分な量の絶縁性付与ガスが発生する程度であればよ
い。

【００５６】また、前記ガス発生源化合物から有機結合
剤を用いた成形体としてのガス発生源材料をうるには、
たとえば該ガス発生源化合物１００重量部に対して前記
結合剤２５〜３００重量部、好ましくは４０〜１００重
量部をロール式混練機、混練押出機を用いて均一に混合
したのち射出成形機、プレス成形機を用いて成形すれば
よい。前記結合剤の混合割合が２５重量部未満では混練
性および成形性が低下する傾向があり、３００重量部を
超えると金属類の絶縁体化効果が低下する傾向がある。

【００５７】前記成形体の強度としては、発弧時の圧力
上昇に耐えうる強度であればよい。

【００５８】これらの成形体を電極、接点およびその近
傍の金属の付近に配置するばあいには、かかる成形体の
表面積は、５０ｍｍ²程度以上、なかんづく１００ｍｍ²
程度以上であることが好ましい。またたとえば、消弧室
自体を成形体とするばあいには、かかる消弧室の内面の
表面積は、５０ｍｍ²程度以上、なかんづく１００ｍｍ²
程度以上であることが好ましい。

【００５９】前記ガス発生源化合物を担体に付着させて
担持体にしてガス発生源材料として用いるばあいには、
該担体として、たとえば高融点を有する金属材料、高融
点を有する多孔質体や、積層体などを好ましく用いるこ
とができる。

【００６０】前記高融点を有する金属材料としては、た
とえばタングステン、チタン合金、ステンレス鋼などが
あげられ、また高融点を有する多孔質体としては、たと
えば焼結金属、セラミック多孔質体、ステンレス鋼メッ
シュ、セラミックペーパー、セラミックマット、セラミ
ックブランケット、金属電鋳成形品などがあげられる。

【００６１】また、前記積層体は、無機系のものであっ
ても、有機系のものであってもよく、たとえばガラス繊
維とポリエステル系樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂
などとの積層体などのＦＲＰ、ガラス・マイカ積層体な
どがあげられる。

【００６２】前記ガス発生源化合物を担体に付与せしめ
る方法としては、たとえば媒体を用いて担体にロールコ
ート、スプレーコート、フローコート、ハケ塗りなどの
方法によって塗布する方法などがあげられる。また、担
体として高融点を有する多孔質体を用いるばあいには、
該多孔質体の孔内に、前記ガス発生源化合物を充填せし
めてもよい。

【００６３】なお、前記多孔質体の孔内にガス発生源化
合物を充填せしめたばあいには、アンカー効果によって
該ガス発生源化合物が剥離しにくいという利点がある。
また、多孔質体の全面にガス発生源化合物が付着されて
いることが好ましい。

【００６４】前記媒体としては、ガス発生源化合物を分
散せしめることができるものであればよく、たとえばシ
リコーンオイルなどのオイル、シリコーングリスなどの
グリスなどの油脂類などが好ましく用いられる。

【００６５】なお、前記ガス発生源化合物を担体に付着
せしめた担持体の大きさは、前記成形体と同様に、たと
えば用いるガス発生源化合物の種類や開閉器内の消弧室
の大きさなどによっても異なるので一概には決定するこ
とができないが、前記金属類を絶縁体化させるのに充分
な量の絶縁性付与ガスが発生する程度であればよい。

【００６６】たとえば、担持体を電極、接点およびその
近傍の金属の付近に配置するばあいには、かかる担持体
の表面積は、５０ｍｍ²程度以上、なかんづく１００ｍ
ｍ²程度以上であることが好ましい。また、たとえば消
弧室自体を担持体とするばあいには、消弧室の一部分ま
たは全面にガス発生源化合物を付与させるが、かかる消
弧室の内面のガス発生源化合物の付着部分の表面積は、
５０ｍｍ²程度以上、なかんづく１００ｍｍ²程度以上で
あることが好ましい。また、消弧室の側板をガス発生源
材料から成形して作製することもできる。

【００６７】なお、本発明においては、前記ガス発生源
化合物には、たとえば前記結合剤以外のものとして成形
性の向上と機械的強度の向上のためのメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコールなどの結合剤、たとえばガラ
スフリット、セラミックカラーなどの着色剤などを、必
要に応じて本発明の目的を阻害しない範囲内で配合して
もよい。

【００６８】本発明の絶縁体化方法およびそれを用いた
開閉器では、開閉器内の電極、接点およびその近傍の金
属の付近に前記ガス発生源材料を配置することが大きな
特徴の１つである。

【００６９】前記電極、接点およびその近傍の金属の付
近とは、該金属から発生する前記金属類を、ガス発生源
材料から発生した絶縁性付与ガスによって有効に絶縁体
化せしめることができる位置である。

【００７０】ガス発生源材料を配置する位置は、たとえ
ばかかる材料中のガス発生源化合物の種類やアークが発
生する開閉器内の消弧室の接点間距離、発生するアーク
の規模などによっても異なるので一概には決定すること
ができないが、少なくともアークの発生によってガス発
生源化合物から絶縁性付与ガスが発生するような位置で
あればよい。通常、接点から半径５〜５０ｍｍ程度、な
かんづく５〜３０ｍｍ程度の範囲内にガス発生源材料を
配置することが好ましい。

【００７１】前記ガス発生源材料は、たとえば図１に示
される位置などに配置することが好ましい。

【００７２】図１は、本発明の絶縁体化方法およびそれ
を用いた開閉器においてガス発生源化合物材料を配置し
た消弧室の一実施態様を示す一部断面概略斜視図であ
り、図２は、図１に示された消弧室の接点の閉成状態を
示す側面図、図３は、図１に示された消弧室の接点の開
成状態を示す側面図、図４は、図１に示された消弧室の
平面図である。また、図１には、接点間で発生したアー
クも図示されている。図１〜４において、１はガス発生
源材料の成形体、２は消弧側板、３は可動接触子、４は
可動接点、５は固定接点、６は固定接触子、７は可動中
心、８は接点間で発生したアークである。

【００７３】開閉器内に設けられる消弧室の消弧側板２
の内面側において、可動接触子３の先端には成形体１が
たとえばネジドメにより接合されて配置されて設けられ
ており、また固定接触子６の先端にも前記可動接触子３
と同様に成形体１が配置され、該成形体１の上面には固
定接点５が設けられている。

【００７４】図２に示されるように、可動接触子３を下
方に移動させて可動接点４と固定接点５とを接触させた
のち、図３に示されるように、可動接触子３を上方に移
動させて可動接点４と固定接点５とを引き離した際に
は、図１に示されるようなアーク８が可動接点４と固定
接点５とのあいだで発生する。このアーク８によって可
動接点４、固定接点５やその近傍の金属が加熱され、前
記金属類が発生し、飛散すると同時に、アーク８によっ
て成形体１が加熱されて絶縁性付与ガスが発生する。

【００７５】このとき、成形体１から発生した絶縁性付
与ガスは、発生した前記金属類を絶縁体化させる。

【００７６】なお、本発明においては、前記したよう
に、可動接点４および固定接点５のそれぞれ上部および
下部にガス発生源材料を配置してもよい。また、たとえ
ば図１に示された消弧側板２の内面に、媒体などにガス
発生源材料を分散させたディスパージョンなどを、たと
えばロールコート、フローコート、スプレーコートなど
の方法によって通常２〜１５０μｍ程度の厚さとなるよ
うに塗布し、該消弧側板２自体が担持体となるようにし
てもよく、さらに消弧側板２自体をガス発生源材料から
成形された成形体としてもよい。

【００７７】かくして、発生した前記金属類を絶縁体化
させることにより、電極の接点の開閉時の電気抵抗の低
下を充分に防止することができ、絶縁不良の原因を排除
することができる。

【００７８】なお、開閉器内の電極、接点やその近傍の
前記金属類が絶縁体化され、付着した層の厚さは、とく
に限定がないが、付着した層が外的応力によって剥離、
脱落しないようにするためには、通常３〜２０μｍ程度
となるようにすることが好ましい。またとくにガス発生
源化合物として金属水酸化物を用いたばあいには、該金
属水酸化物から発生した絶縁性付与ガスと前記金属類と
の反応によって絶縁体化され、付着した層の耐アーク性
を考慮すると、かかる層の厚さは、５〜１５μｍ程度で
あることが好ましい。

【００７９】本発明の開閉器は、消弧室を有し、該消弧
室内の電極、接点およびその近傍の金属の付近にガス発
生源材料が配置されたものであり、電極の接点の開閉時
に接点間で発弧したときのアークによって発生した金属
類を絶縁体化させることにより、開閉器の電気抵抗の低
下が防止され、開閉器内で絶縁不良が起こるおそれがな
くなる。

【００８０】なお、本発明の開閉器の種類としては、と
くに限定はないが、電極の接点の開閉時にその消弧室内
にアークが発生する、たとえば電磁接触器、回路遮断
器、限流器などがあげられ、またかかる開閉器内の電極
としては、通常、たとえばＡｇ−ＷＣ系合金、Ａｇ−Ｃ
ｄＯ系合金などからなるものなどがあげられる。

【００８１】つぎに本発明の発弧時に飛散する金属類の
絶縁体化方法、それに用いるガス発生源材料およびそれ
に用いられる開閉器を実施例に基づいてさらに詳細に説
明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００８２】［実施例１］ガス発生源化合物として過酸
化バリウム粉末（試薬１級、平均粒子径６μｍ）を用
い、これをプレス成形して直径３０ｍｍ、厚さ６ｍｍの
成形体を作製した。

【００８３】えられた成形体について、アーク発生後の
飛散付着物の電気抵抗の測定および該飛散付着物の同定
を、図５に示された実験装置を用い、以下のようにして
行なった。

【００８４】図５に示された実験装置は、円筒状の密閉
容器９内に一対の対向電極１１、１１が設けられたもの
であり、かかる対向電極１１、１１の真下にガス発生源
材料の成形体１０を配置したのち、かかる成形体１０を
対向電極１１、１１間のアークに暴露させ、かかるアー
クによる飛散物を、密閉容器９の円形面の内部に設けら
れた飛散物の被付着板１２に付着させて飛散付着物をえ
た。なお、対向電極１１、１１は、いずれもＡｇ６０重
量％およびＷＣ４０重量％からなるものであり、対向電
極１１、１１間の距離は１８ｍｍである。

【００８５】飛散付着物の電気抵抗（ＭΩ）は、ＪＩＳ
Ｃ８３７０に記載の配線用遮断器（実機）の測定法に
準じ、ＪＩＳＣ１３０１に記載の絶縁抵抗計（５００
Ｖポータブルメガー）を用いて即座に測定し、また該飛
散付着物の同定は、（株）島津製作所製、Ｘ線回折装置
ＸＤ−３Ａを用いて粉末Ｘ線回折ピークの強度を測定し
て行なった。その結果を表１に示す。

【００８６】なお、かかる電気抵抗が１００ＭΩ以上で
あるばあい、ガス発生源化合物から発生した絶縁性付与
ガスによる電気抵抗の低下を防止する効果があると考え
られる。

【００８７】また、表１中の飛散付着物の同定結果の欄
には、回折ピークが現れた主な物質を示し、不等号によ
って回折ピークの強弱を示した。

【００８８】［実施例２］実施例１において、ガス発生
源化合物として酸化アルミニウム粉末（平均粒子径０．
３μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体
を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の
測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を
表１に示す。

【００８９】［実施例３］実施例１において、ガス発生
源化合物として酸化マグネシウム粉末（平均粒子径２０
μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を
作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測
定および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表
１に示す。

【００９０】［実施例４］実施例１において、ガス発生
源化合物としてジルコン粉末（平均粒子径１６μｍ）を
用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を作製して
アークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定および
該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１に示
す。

【００９１】［実施例５］実施例１において、ガス発生
源化合物としてコーディエライト粉末（平均粒子径７．
５μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体
を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の
測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を
表１に示す。

【００９２】［実施例６］実施例１において、ガス発生
源化合物としてムライト粉末（平均粒子径４μｍ）を用
いたほかは、実施例１と同様にして成形体を作製してア
ークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定および該
飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１に示す。

【００９３】［実施例７］実施例１において、ガス発生
源化合物としてウォラストナイト針状結晶（キンセイマ
テック（株）製、ＦＰＷ−３５０、平均粒子径２０μ
ｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を作
製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定
および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１
に示す。

【００９４】［実施例８］実施例１において、ガス発生
源化合物として水酸化アルミニウム粉末（平均粒子径
０．８μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成
形体を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【００９５】［実施例９］実施例１において、ガス発生
源化合物として水酸化マグネシウム粉末（平均粒子径
０．６μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成
形体を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【００９６】［実施例１０］実施例１において、ガス発
生源化合物として白雲母粉末（３２５メッシュパス）を
用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を作製して
アークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定および
該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１に示
す。

【００９７】［実施例１１］実施例１において、ガス発
生源化合物としてタルク粉末（日本タルク（株）製、平
均粒子径０．６μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様
にして成形体を作製してアークに暴露させ、飛散付着物
の電気抵抗の測定および該飛散付着物の同定を行なっ
た。その結果を表１に示す。

【００９８】［実施例１２］実施例１において、ガス発
生源化合物として炭酸カルシウム粉末（平均粒子径０．
３μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体
を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の
測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を
表１に示す。

【００９９】［実施例１３］実施例１において、ガス発
生源化合物として炭酸マグネシウム粉末（平均粒子径
０．４μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成
形体を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【０１００】［実施例１４］実施例１において、ガス発
生源化合物としてドロマイト粉末（平均粒子径２．４μ
ｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を作
製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定
および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１
に示す。

【０１０１】［実施例１５］実施例１において、ガス発
生源化合物として硫酸マグネシウム粉末（平均粒子径８
μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を
作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測
定および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表
１に示す。

【０１０２】［実施例１６］実施例１において、ガス発
生源化合物として硫酸アルミニウム粉末（平均粒子径６
μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を
作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測
定および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表
１に示す。

【０１０３】［実施例１７］実施例１において、ガス発
生源化合物として硫酸カルシウム粉末（硫酸カルシウム
・２水和物を粉砕したもの、平均粒子径８μｍ）を用い
たほかは、実施例１と同様にして成形体を作製してアー
クに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定および該飛
散付着物の同定を行なった。その結果を表１に示す。

【０１０４】［実施例１８］実施例１において、ガス発
生源化合物として硫化バリウム粉末（試薬１級、平均粒
子径１μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様にして成
形体を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【０１０５】［実施例１９］実施例１において、ガス発
生源化合物としてフッ化亜鉛粉末（フッ化亜鉛・４水和
物、試薬１級、平均粒子径２μｍ）を用いたほかは、実
施例１と同様にして成形体を作製してアークに暴露さ
せ、飛散付着物の電気抵抗の測定および該飛散付着物の
同定を行なった。その結果を表１に示す。

【０１０６】［実施例２０］実施例１において、ガス発
生源化合物としてフッ化マグネシウム粉末（試薬１級、
平均粒子径２μｍ）を用いたほかは、実施例１と同様に
して成形体を作製してアークに暴露させ、飛散付着物の
電気抵抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。
その結果を表１に示す。

【０１０７】［実施例２１］実施例１において、ガス発
生源化合物としてフッ素金雲母粉末（トピー工業（株）
製、合成金雲母ＰＤＭ−ＫＧ３２５、３２５メッシュパ
ス）を用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を作
製してアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定
および該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１
に示す。

【０１０８】［実施例２２］ガス発生源化合物として実
施例９で用いたものと同じ水酸化マグネシウム粉末を用
い、これをシリコーングリス中に７０重量％含有させて
ペーストにしたものを、３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ３ｍ
ｍの焼結金属（銅−酸化カドミウム合金）の孔中に充填
させて（付着量６０ｍｇ／３ｃｍ×３ｃｍ）担持体を作
製した。

【０１０９】実施例１において、実施例１でえられた成
形体のかわりにえられた担持体を用いたほかは、実施例
１と同様にしてアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【０１１０】［実施例２３］ガス発生源化合物として実
施例９で用いたものと同じ水酸化マグネシウム粉末を用
い、これをエチルアルコール中に５０重量％含有させて
スラリーにしたものを、３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ５ｍ
ｍの酸化アルミニウム板の片面にハケ塗りによって乾燥
後の厚さが５０μｍとなるように塗布し、担持体を作製
した。

【０１１１】実施例１において、実施例１でえられた成
形体のかわりにえられた担持体を用いたほかは、実施例
１と同様にしてアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【０１１２】［実施例２４］実施例２３において、ガス
発生源化合物としてシリコンエトキシド加水分解物（Ｓ
ｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_２（ＯＨ）_２、エタノール含有状態）
を用い、該シリコンエトキシドを含有したスラリーを乾
燥後の厚さが２０μｍとなるようにロールコートにより
塗布したほかは、実施例２３と同様にして担持体を作製
した。

【０１１３】実施例１において、実施例１でえられた成
形体のかわりにえられた担持体を用いたほかは、実施例
１と同様にしてアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行った。その結果
を表１に示す。

【０１１４】［実施例２５］ガス発生源化合物として実
施例９で用いたものと同じ水酸化マグネシウム粉末を用
い、これを３ｍｍ×３ｍｍ、厚さ５ｍｍのジルコン−コ
ーディエライト磁器を主成分とするセラミック多孔質体
の孔中に充填させて（付着量１２０ｍｇ／３ｃｍ×３ｃ
ｍ）担持体を作製した。

【０１１５】実施例１において、実施例１でえられた成
形体のかわりにえられた担持体を用いたほかは、実施例
１と同様にしてアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【０１１６】［実施例２６］ガス発生源化合物として実
施例９で用いたものと同じ水酸化マグネシウム粉末を用
い、これが３０重量％含有されるように調製されたポリ
エステルが充填された（充填量３０ｇ／３０ｃｍ×３０
ｃｍ）ガラスクロス−ポリエステル積層体を成形したの
ち、３０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ１ｍｍに加工して担持体
を作製した。

【０１１７】実施例１において、実施例１でえられた成
形体のかわりにえられた担持体を用いたほかは、実施例
１と同様にしてアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【０１１８】［実施例２７］実施例２６において、水酸
化マグネシウム粉末のかわりに水和アルミナ粉末をポリ
エステル中に３０重量％含有させたものが充填されたガ
ラスクロス−ポリエステル積層体（日光化成（株）製の
グラスマー）を用いたほかは、実施例２６と同様にして
担持体を作製した。

【０１１９】実施例１において、実施例１でえられた成
形体のかわりにえられた担持体を用いたほかは、実施例
１と同様にしてアークに暴露させ、飛散付着物の電気抵
抗の測定および該飛散付着物の同定を行なった。その結
果を表１に示す。

【０１２０】［比較例１］実施例１において、過酸化バ
リウム粉末のかわりに、炭素数が多い芳香環を含まず、
水素を多く含む有機物としてアクリル酸エステル共重合
体および脂肪族炭化水素樹脂（ポリエチレン）（アクリ
ル酸エステル共重合体：ポリエチレン（重量比）＝７
０：３０）にガラス繊維が３０重量％含有されたものを
用いたほかは、実施例１と同様にして成形体を作製して
アークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定および
該飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１に示
す。

【０１２１】［比較例２］実施例９において、えられた
成形体を、図５の実験装置内に対向電極１１の付近（真
下）でなく、対向電極１１から１５０ｍｍ離れた被付着
板１２の横に配置したほかは、実施例９と同様にしてア
ークに暴露させ、飛散付着物の電気抵抗の測定および該
飛散付着物の同定を行なった。その結果を表１に示す。

【０１２２】

【表１】表１に示された結果から、実施例１〜２７のいずれにお
いても、電気抵抗が１００ＭΩよりも大きく、電気抵抗
の低下が充分に防止されたことがわかる。とくに、実施
例９、１２および１３においては、電気抵抗が無限大に
大きいことから、これらの実施例で用いられた水酸化マ
グネシウム、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウム
が、とくに絶縁体化の付与効果が大きい絶縁性付与ガス
を発生するものであることがわかる。

【０１２３】さらに、実施例１〜７で用いられたガス発
生源化合物は、それ自身がほとんど変化することなく、
電極の導体金属であるＡｇやＷとともに被付着板に付着
しており、ＡｇやＷのＸ線回折ピーク強度が同定された
酸化物のピーク強度よりも小さいことから、これらの酸
化物（絶縁体）が飛散した金属粒子のあいだに介在し、
絶縁体化されたものと考えられる。

【０１２４】実施例８〜１１および２４で用いられたガ
ス発生源化合物は、脱水して酸化物に変化していた。と
くに水酸化マグネシウムのばあいには、Ａｇ_２Ｏの生成
も確認された。えられた酸化物のＸ線回折ピーク強度が
導体金属であるＡｇやＷのピーク強度よりも大きいこと
から、実施例１〜７のばあいと同様に、酸化物が飛散し
た金属粒子のあいだに介在して絶縁体化されたものと考
えられる。

【０１２５】実施例２２〜２３および２５〜２６のばあ
いも、水酸化マグネシウムによるＡｇ₂Ｏの生成が確認
され、電気抵抗が大きい絶縁体が形成されていた。

【０１２６】実施例１２〜１４で用いられたガス発生源
化合物は、脱炭酸して酸化物となったり、それ自身が大
気中の水分と反応した水酸化物に変化していた。これら
のＸ線回折ピーク強度がＡｇやＷのピーク強度よりも大
きいことから、飛散した金属粒子のあいだに酸化物や水
酸化物が介在して絶縁体化されたものと考えられる。

【０１２７】実施例１５〜１７で用いられたガス発生源
化合物は、脱硫酸して酸化物に変化していた。なお、金
属硫化物も生成していると考えられるが、かかるＸ線回
折では明確に同定することはできなかった。ＡｇやＷの
Ｘ線回折ピーク強度が酸化物のピーク強度よりも大きい
ことから、電気抵抗は他の実施例におけるばあいと比較
して小さくなっている。

【０１２８】実施例１８で用いられたガス発生源化合物
は、高温状態で分解したものと思われ、Ａｇと反応した
ＡｇＳがわずかであるが同定された。かかる実施例にお
いても、飛散した金属粒子のあいだに硫化物が介在して
絶縁体化されたものと考えられる。

【０１２９】実施例１９〜２１で用いられたガス発生源
化合物は、分解されて酸化物となるとともに、ＡｇやＷ
をフッ化して絶縁体化されたものと考えられる。

【０１３０】実施例２７のばあいには、ガス発生源化合
物から結晶水が解離し、ＡｇやＷとともに被付着板に付
着していた。ＡｇやＷのＸ線回折ピーク強度が酸化物の
ピーク強度よりも大きいことから、電気抵抗は他の実施
例におけるばあいと比較して小さくなっている。

【０１３１】これに対して、比較例１は、前記ガス発生
源材料を用いない従来の方法を試みた結果であるが、導
体金属であるＡｇやＷが残存するため、電気抵抗が小さ
くなっている。

【０１３２】比較例２は、電極からいちじるしく離れた
被付着板の横に、絶縁体化の付与効果にすぐれた水酸化
マグネシウムを配置した結果であるが、実施例９のよう
にＡｇ₂Ｏが生成せずに、ＭｇＯの生成も少量であるた
め、電気抵抗の低下は改善されなかったと考えられる。

【０１３３】これらの結果から、実施例１〜２７のよう
に、絶縁体化の付与効果が大きい絶縁性付与ガスを発生
するガス発生源化合物を電極、接点およびその近傍の金
属の付近の、アークに暴露したときに高温下でガスを発
生させ、飛散している金属類を充分に絶縁体化させるこ
とができる位置に配置することが必要であることがわか
る。

【０１３４】つぎに、本発明における有機系結合剤とが
ス発生源化合物とからなるガス発生源材料、それを用い
た絶縁体化方法およびそれを用いた開閉器の実施例およ
び比較について説明する。

【０１３５】図６は、前記の開閉器の一例における消弧
装置の閉成状態の側面図を示している。図６において、
１３はガス発生源材料、１４は可動接触子、１５は可動
接点、１６は固定接点、１７は固定接触子、１８は可動
接触子の可動中心を示す。

【０１３６】図７は、図６の消弧装置の開成状態の側面
図を示している。図７において、１３〜１８は前記と同
様の部分を示す。

【０１３７】図８は、図６で示されている消弧装置を３
相構成した開閉器（回路遮断器）の説明図である。図８
において、１３、１４は前記と同様の部分を示し、１９
は電源側端子、１９ａは電源側端子（左）、１９ｂは電
源側端子（中）、１９ｃは電源側端子（右）、２０は負
荷側端子、２０ａは負荷側端子（左）、２０ｂは負荷側
端子（中）、２０ｃは負荷側端子（右）、２１は電源側
端子穴、２１ａは電源側端子穴（左）、２１ｂは電源側
端子穴（中）、２１ｃは電源側端子穴（右）、２２は負
荷側端子穴、２２ａは負荷側端子穴（左）、２２ｂは負
荷側端子穴（中）、２２ｃは負荷側端子穴（右）、２３
はハンドル（レバー部）、２４はハンドル（スライド
部）、２５は連結棒を示す。

【０１３８】図９は、図８における消弧装置を用いた開
閉器の閉成状態のＡ−Ａ線断面図であり、図１０は、図
８における消弧装置を用いた開閉器の開成状態のＡ−Ａ
線断面図である。図９および図１０において１３〜１
８、２３および２４のそれぞれは前記と同様の部分を示
す。

【０１３９】［実施例２８］高密度ポリエチレン４０重
量部と水酸化マグネシウム６０重量部とを混練押出機を
用いて均一に混合したのち、射出成形機を用いて、たて
２ｃｍ×よこ２ｃｍ×厚さ０．２ｃｍの成形体を作製し
て本発明のガス発生源材料をえ、つぎの試験を行なっ
た。

【０１４０】試験はつぎのように行なった。

【０１４１】負荷側端子間の絶縁抵抗値：図８に示す開
閉器を用いて、ＪＩＳＣ８３７０に記載の配線用遮断
器の測定法に準じ閉成状態において３相４６０ｖ／２５
ｋＡの過剰の電流を流して、可動接触子を開成させてア
ーク電流を発生させ、負荷側端子各間の絶縁抵抗値をＪ
ＩＳＣ１３０２記載の絶縁抵抗計を用いて測定した。

【０１４２】結果を表２に示す。

【０１４３】なお、表２における略号はつぎのことを示
す。

【０１４４】ＨＤＰＥ：高密度ポリエチレンＰＰ：ポリプロピレンＰＳ：ポリスチレンＰＶＣ：ポリ塩化ビニルＥＶＯＨ：エチレン−ビニルアルコール共重合体ＥＶＡ：エチレン−ビニルアセテート共重合体ＰＡ１２：ナイロン１２ＰＡ６：ナイロン６ＴＰＥ：オレフィン系熱可塑性エラストマＥＰＲ：エチレン−プロピレンゴムＧＦ：ガラス繊維ＥＰ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂［実施例２９〜４１］実施例２８において、表２に示す
ガス発生源材料の配合成分および配合割合を採用したこ
と以外は、実施例２８と同様の方法により本発明のガス
発生源材料をえ、実施例２８と同様の試験を行なった。
結果を表２に示す。

【０１４５】

【表２】［実施例４２〜５２］実施例２８において、表３に示す
ガス発生源材料の配合成分および配合割合を採用したこ
と以外は、実施例２８と同様の方法により本発明のガス
発生源材料をえ、実施例２８と同様の試験を行なった。
結果を表３に示す。

【０１４６】［比較例３］実施例２８において、ガス発
生源材料を用いなかったこと以外は、実施例２８と同様
の試験を行なった。結果を表３に示す。

【０１４７】［比較例４］実施例２８において、ガス発
生源材料としてポリプロピレンのみを用いたこと以外
は、実施例２８と同様の試験を行なった。結果を表３に
示す。

【０１４８】

【表３】表２および表３から明らかなように、本発明のガス発生
源材料を用いることにより大きい絶縁抵抗値がえられ、
電気抵抗の低下が防止されたことがわかる。とくに、実
施例２８〜３１および３３〜４４からわかるように、水
酸化マグネシウムを５０％以上含んだばあいの抵抗値が
大きい。こうしたことから、水酸化マグネシウムの高充
填化が絶縁体化の付与効果が大きいことがわかった（図
１１、１２の赤外吸収スペクトルより、酸化銀の生成、
すなわち、電極材料である銀の酸化が確認された）。実
施例３２では、水酸化マグネシウムが３０％であり、前
記実施例２８〜３１および３３〜４４より少ない量であ
るが、比較例３、４よりも大きな絶縁抵抗値がえられて
おり、絶縁体化の付与効果がえられている。また、実施
例４５〜５２においても、比較例３、４の抵抗値よりも
大きな値がえられ、絶縁体化の付与効果が確認された
（図１３より、比較例３では酸化銀の生成は見られなか
った）。

【０１４９】図１１は、実施例２９において前記試験後
に、前記消弧装置内の壁面に付着していた付着物の赤外
吸収スペクトルを示している。

【０１５０】図１２は、実施例４２において前記試験後
に、前記消弧装置内の壁面に付着していた付着物の赤外
吸収スペクトルを示している。

【０１５１】図１３は、比較例３において前記試験後
に、前記消弧装置内の壁面に付着していた付着物の赤外
吸収スペクトルを示している。

【０１５２】これらの図より比較例３では酸化銀の生成
が確認されないが、実施例２９および４２では酸化銀の
生成が確認されるので、電極材料である銀の酸化反応が
起きていることがわかり、これにより、絶縁抵抗の低下
が防止されたことがわかる。比較例３では、こうした酸
化物の生成は認められず、そのため絶縁抵抗の低下が大
きかった。

【０１５３】

【発明の効果】本発明における発弧時に飛散する金属類
の絶縁体化方法は、開閉器の電極、接点およびその近傍
の金属から発生する金属類をガス発生源化合物から発生
した絶縁性付与ガスによって絶縁体化させるので、アー
クを発生する開閉器の電気抵抗の低下を防止し、絶縁不
良を起こすおそれを排除するという効果を奏する。

【０１５４】本発明におけるガス発生源材料は、開閉器
の電極、接点およびその近傍の金属から飛散している金
属類と結合しうる絶縁性付与ガスを飛散しうるガス発生
源化合物を含んでおり、アークが発生する開閉器に好適
に使用しうるものである。

【０１５５】本発明における開閉器は、電気抵抗の低下
がいちじるしく改善されたものであるので、たとえば電
磁接触器、回路遮断器、限流器など電極の接点の開閉時
にその消弧室内にアークが発生する開閉器に好適に使用
しうるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の絶縁体化方法およびそれを用いた開
閉器において、ガス発生源材料を配置した消弧室の一実
施態様を示す一部切欠概略斜視図である。

【図２】図１に示された消弧室の接点の閉成状態を示
す側面図である。

【図３】図１に示された消弧室の接点の開成状態を示
す側面図である。

【図４】図１に示された消弧室の平面図である。

【図５】本発明の実施例１〜２７および比較例１〜２
において用いた実験装置の一部切欠概略説明図である。

【図６】本発明における有機系結合剤とガス発生源化
合物とからなるガス発生源材料の一例を用いた開閉器の
一例における消弧装置の閉成状態を示す側面図である。

【図７】図６における消弧装置の開成状態を示す側面
図である。

【図８】図６における消弧装置を３相構成にした開閉
器の一例を示す説明図である。

【図９】図８における消弧装置を用いた開閉器の閉成
状態のＡ−Ａ線断面図である。

【図１０】図８における消弧装置を用いた開閉器の開
成状態のＡ−Ａ線断面図である。

【図１１】実施例２９における、消弧装置内の付着物
の赤外吸収スペクトルを示す図である。

【図１２】実施例４２における、消弧装置内の付着物
の赤外吸収スペクトルを示す図である。

【図１３】比較例３における消弧装置内の付着物の赤
外吸収スペクトルを示す図である。

【符号の説明】

１ガス発生源材料の成形体、２消弧側板、３可動
接触子、４可動接点、５固定接点、６固定接触
子、７可動中心、８接点間で発生したアーク、９
円筒状の密閉容器、１０ガス発生源材料の成形体、１
１対向電極、１２飛散物の被付着板、１３ガス発
生源材料、１４可動接触子、１５可動接点、１６
固定接点、１７固定接触子、１８可動接触子の可動
中心、１９電源側端子、１９ａ電源側端子（左）、
１９ｂ電源側端子（中）、１９ｃ電源側端子
（右）、２０負荷側端子、２０ａ負荷側端子
（左）、２０ｂ負荷側端子（中）、２０ｃ負荷側端
子（右）、２１電源側端子穴、２１ａ電源側端子穴
（左）、２１ｂ電源側端子穴（中）、２１ｃ電源側
端子穴（右）、２２負荷側端子穴、２２ａ負荷側端
子穴（左）、２２ｂ負荷側端子穴（中）、２２ｃ負
荷側端子穴（右）、２３ハンドル（レバー部）、２４
ハンドル（スライド部）、２５連結棒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋貢尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者三橋孝夫尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者西山逸雄尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者山口昌二尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者仁科健一福山市緑町１番８号三菱電機株式会社福山製作所内 (72)発明者福谷和則福山市緑町１番８号三菱電機株式会社福山製作所内 (72)発明者山県伸示福山市緑町１番８号三菱電機株式会社福山製作所内 (72)発明者勝部俊一福山市緑町１番８号三菱電機株式会社福山製作所内 (72)発明者馬場文明尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉器の電極の接点の開閉時に該電極、
該接点およびその近傍の金属から飛散する金属類を絶縁
体化させる際に、該電極、該接点およびその近傍の金属
の付近に配置したガス発生源化合物から該金属類と結合
しうる絶縁性付与ガスを飛散させて該金属類を絶縁体化
させることを特徴とする発弧時に飛散する金属類の絶縁
体化方法。
【請求項２】前記ガス発生源化合物として、前記金属
類と反応する絶縁性付与ガスを飛散させるものを用いる
ことを特徴とする請求項１記載の絶縁体化方法。
【請求項３】前記ガス発生源化合物として、金属過酸
化物、金属水酸化物、金属水和物、金属アルコキシドの
加水分解物、金属炭酸化物、金属硫酸化物、金属硫化
物、金属フッ化物または含フッ素ケイ酸塩を用いること
を特徴とする請求項２記載の絶縁体化方法。
【請求項４】前記金属水酸化物として水酸化マグネシ
ウムまたは前記金属炭酸化物として炭酸カルシウムもし
くは炭酸マグネシウムを用いることを特徴とする請求項
３記載の絶縁体化方法。
【請求項５】前記ガス発生源化合物として、それ自体
が絶縁性を有する絶縁性付与ガスを飛散させるものを用
いることを特徴とする請求項１記載の絶縁体化方法。
【請求項６】前記ガス発生源化合物として、金属酸化
物、複合酸化物または含水ケイ酸塩を用いることを特徴
とする請求項５記載の絶縁体化方法。
【請求項７】前記ガス発生源化合物を結合剤とともに
用いることを特徴とする請求項１記載の絶縁体化方法。
【請求項８】前記結合剤として、有機系結合剤を用い
ることを特徴とする請求項７記載の絶縁体化方法。
【請求項９】前記有機系結合剤として、熱可塑性樹脂
を主成分としたものを用いることを特徴とする請求項８
記載の絶縁体化方法。
【請求項１０】前記熱可塑性樹脂として、ポリオレフ
ィンまたはオレフィン系共重合体を用いることを特徴と
する請求項９記載の絶縁体化方法。
【請求項１１】前記ポリオレフィンとして、ポリエチ
レン、ポリプロピレンまたはポリメチルペンテンを用い
ることを特徴とする請求項１０記載の絶縁体化方法。
【請求項１２】前記オレフィン系共重合体として、エ
チレン−ビニルアルコール共重合体を用いることを特徴
とする請求項１０記載の絶縁体化方法。
【請求項１３】前記熱可塑性樹脂として、ポリアミド
またはポリアミド系ポリマーブレンドを用いることを特
徴とする請求項９記載の絶縁体化方法。
【請求項１４】前記ポリアミドとして、ナイロン１２
を用いることを特徴とする請求項１３記載の絶縁体化方
法。
【請求項１５】前記ポリアミド系ポリマーブレンドと
して、ポリアミドとポリオレフィンとのポリマーブレン
ド、ポリアミドと熱可塑性エラストマとのポリマーブレ
ンド、ポリアミドとゴムとのポリマーブレンドまたはポ
リアミドと熱硬化性樹脂とのポリマーブレンドを用いる
ことを特徴とする請求項１３記載の絶縁体化方法。
【請求項１６】前記有機系結合剤として、有機系ワッ
クスを用いることを特徴とする請求項８記載の絶縁体化
方法。
【請求項１７】前記有機系ワックスとして、パラフィ
ンワックスを用いることを特徴とする請求項１６記載の
絶縁体化方法。
【請求項１８】前記有機系結合剤として、熱硬化性樹
脂を主成分としたものを用いることを特徴とする請求項
８記載の絶縁体化方法。
【請求項１９】前記熱硬化性樹脂として、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂を用いることを特徴とする請求項
１８記載の絶縁体化方法。
【請求項２０】前記熱硬化性樹脂として、ビフェニル
型エポキシ樹脂を用いることを特徴とする請求項１８記
載の絶縁体化方法。
【請求項２１】前記絶縁性付与ガスとしてのＨ₂Ｏ、
Ｏ₂、原子状酸素、酸素イオン、酸素プラズマを飛散さ
せる前記ガス発生源化合物を用いることを特徴とする請
求項８〜２０記載の絶縁体化方法。
【請求項２２】前記ガス発生源化合物として、水酸化
物、水和物または酸化物を用いることを特徴とする請求
項８〜２１のいずれかに記載の絶縁体化方法。
【請求項２３】前記水酸化物として、水酸化マグネシ
ウムを用いることを特徴とする請求項２２記載の絶縁体
化方法。
【請求項２４】前記ガス発生源化合物を粉粒体、成形
体または該ガス発生源化合物を担体に付与せしめてなる
担持体として用いることを特徴とする請求項１〜６また
は８〜２３のいずれかに記載の絶縁体化方法。
【請求項２５】前記ガス発生源化合物を媒体を用いて
担体に付着せしめた担持体を用いることを特徴とする請
求項２４記載の絶縁体化方法。
【請求項２６】前記媒体として、油脂類を用いること
を特徴とする請求項２５記載の絶縁体化方法。
【請求項２７】前記媒体として、有機溶剤を用いるこ
とを特徴とする請求項２５記載の絶縁体化方法。
【請求項２８】前記担体として、高融点を有する金属
材料または高融点を有する多孔質体を用いることを特徴
とする請求項２４または２５記載の絶縁体化方法。
【請求項２９】前記担体として、積層体を用いること
を特徴とする請求項２４または２５記載の絶縁体化方
法。
【請求項３０】前記有機系結合剤を補強用充填材とと
もに用いることを特徴とする請求項８〜２３記載の絶縁
体化方法。
【請求項３１】前記補強用充填剤として、ガラス繊維
を用いることを特徴とする請求項３０記載の絶縁体化方
法。
【請求項３２】開閉器の電極の接点の開閉時に、該電
極、該接点およびその近傍の金属から飛散している金属
類と結合しうる絶縁性付与ガスを飛散しうるガス発生源
化合物を含んでいることを特徴とするガス発生源材料。
【請求項３３】前記ガス発生源化合物が、前記金属類
と反応しうる絶縁性付与ガスを飛散しうるものであるこ
とを特徴とする請求項３２記載のガス発生源材料。
【請求項３４】前記ガス発生源化合物が、金属過酸化
物、金属水酸化物、金属水和物、金属アルコキシドの加
水分解物、金属炭酸化物、金属硫酸化物、金属硫化物、
金属フッ化物または含フッ素ケイ酸塩であることを特徴
とする請求項３３記載のガス発生源材料。
【請求項３５】前記金属水酸化物が水酸化マグネシウ
ムまたは前記金属炭酸化物が炭酸カルシウムもしくは炭
酸マグネシウムであることを特徴とする請求項３４記載
のガス発生源材料。
【請求項３６】前記ガス発生源化合物が、それ自体が
絶縁性である絶縁性付与ガスを発生しうるものであるこ
とを特徴とする請求項３２記載のガス発生源材料。
【請求項３７】前記ガス発生源化合物が、金属酸化
物、複合酸化物または含水ケイ酸塩であることを特徴と
する請求項３６記載のガス発生源材料。
【請求項３８】前記ガス発生源化合物と結合剤とを含
んでいることを特徴とする請求項３２記載のガス発生源
材料。
【請求項３９】前記結合剤が、有機系結合剤であるこ
とを特徴とする請求項３８記載のガス発生源材料。
【請求項４０】前記有機系結合剤が、熱可塑性樹脂を
主成分としたものであることを特徴とする請求項３９記
載のガス発生源材料。
【請求項４１】前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン
またはオレフィン系共重合体であることを特徴とする請
求項４０記載のガス発生源材料。
【請求項４２】前記ポリオレフィンが、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンまたはポリメチルペンテンであるこ
とを特徴とする請求項４１記載のガス発生源材料。
【請求項４３】前記オレフィン系共重合体が、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体であることを特徴とする
請求項４１記載のガス発生源材料。
【請求項４４】前記熱可塑性樹脂が、ポリアミドまた
はポリアミド系ポリマーブレンドであることを特徴とす
る請求項４０記載のガス発生源材料。
【請求項４５】前記ポリアミドが、ナイロン１２であ
ることを特徴とする請求項４４記載のガス発生源材料。
【請求項４６】前記ポリアミド系ポリマーブレンド
が、ポリアミドとポリオレフィンとのポリマーブレン
ド、ポリアミドと熱可塑性エラストマとのポリマーブレ
ンド、ポリアミドとゴムとのポリマーブレンドまたはポ
リアミドと熱硬化性樹脂とのポリマーブレンドであるこ
とを特徴とする請求項４４記載のガス発生源材料。
【請求項４７】前記有機系結合剤が、有機系ワックス
であることを特徴とする請求項３９記載のガス発生源材
料。
【請求項４８】前記有機系ワックスが、パラフィンワ
ックスであることを特徴とする請求項４７記載のガス発
生源材料。
【請求項４９】前記有機系結合剤が、熱硬化性樹脂を
主成分としたものであることを特徴とする請求項３９記
載のガス発生源材料。
【請求項５０】前記熱硬化性樹脂が、ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項４９記
載のガス発生源材料。
【請求項５１】前記熱硬化性樹脂が、ビフェニル型エ
ポキシ樹脂であることを特徴とする請求項４９記載のガ
ス発生源材料。
【請求項５２】前記ガス発生源化合物が、前記絶縁性
付与ガスとしてのＨ₂Ｏ、Ｏ₂、原子状酸素、酸素イオ
ン、酸素プラズマを発生しうるものであることを特徴と
する請求項３９〜５１記載のガス発生源材料。
【請求項５３】前記ガス発生源化合物が、水酸化物、
水和物または酸化物であることを特徴とする請求項３９
〜５２のいずれかに記載のガス発生源材料。
【請求項５４】前記水酸化物が、水酸化マグネシウム
であることを特徴とする請求項５３記載のガス発生源材
料。
【請求項５５】前記ガス発生源材料が、粉粒体、成形
体または前記ガス発生源化合物が担体に付与している担
持体であることを特徴とする請求項３２〜３７または３
９〜５４のいずれかに記載のガス発生源材料。
【請求項５６】前記ガス発生源化合物が媒体により担
体に付着している担持体であることを特徴とする請求項
５５記載のガス発生源材料。
【請求項５７】前記媒体が、油脂類であることを特徴
とする請求項５６記載のガス発生源材料。
【請求項５８】前記媒体が、有機溶剤であることを特
徴とする請求項５６記載のガス発生源材料。
【請求項５９】前記担体が、高融点を有する金属材料
または高融点を有する多孔質体であることを特徴とする
請求項５５または５６記載のガス発生源材料。
【請求項６０】前記担体が、積層体であることを特徴
とする請求項５５または５６記載のガス発生源材料。
【請求項６１】前記有機系結合剤と補強用充填材とを
含んでいることを特徴とする請求項３９〜５４のいずれ
かに記載のガス発生源材料。
【請求項６２】前記補強用充填剤が、ガラス繊維であ
ることを特徴とする請求項６１記載のガス発生源材料。
【請求項６３】固定接触子の上面に固定接点が接合さ
れて設けられており、該固定接点と電気的に接続しうる
ように可動接触子の下面に可動接点が接合されて設けら
れている消弧装置を有する開閉器において、該開閉器の
電極、該接点およびその近傍の金属から発弧時に飛散し
ている金属類と結合しうる絶縁性付与ガスを発生しうる
ガス発生源材料が該電極、該接点およびその近傍の金属
の付近に配置されていることを特徴とする開閉器。
【請求項６４】前記ガス発生源材料が、請求項３２〜
３９または５５〜６０のいずれかに記載されたものであ
ることを特徴とする請求項６３記載の開閉器。
【請求項６５】前記ガス発生源材料が、請求項３２〜
６２のいずれかに記載されたものであることを特徴とす
る請求項６３記載の開閉器。