JPH11297167A - 電力開閉装置の消弧装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力開閉装置の消弧室において、消弧室を形
成するアークボックスと、電流遮断時の発生アークを消
弧するためのグリッドを固定するまでの製造工程を少な
くし、従来より安価な消弧室を得ること。 【解決手段】 グリッドケース６０の樹脂より融点の低
いアークボックス残余形成体要の樹脂で複数個のグリッ
ドケース６０を相互に連結一体化し、注形樹脂の圧力に
よってグリッドケース６０の薄肉壁６１を変形させてグ
リッド板５０をグリッドケース６０に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁接触器等の電
力開閉装置の消弧装置とその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５〜図７は、特開平１−３１６５０号
公報に示された従来の電力開閉装置を示している。電力
開閉装置は、固定鉄心１および固定鉄心１を選択的に磁
化させる電磁コイル２と可動鉄心３による電磁石４を内
蔵したハウジング５と、ハウジング５と共働して電路相
数分の接点構造体とアーク消弧装置とを内蔵する耐熱絶
縁性材料製のアークボックス６とを有している。

【０００３】ハウジング５およびアークボックス６内に
は、接点構造体として、両端に可動接点７を有し、導電
性の可動接触子７Ａおよび可動接触子押さえ８と、可動
接点７と対向する固定接点９を有し、ハウジング４に固
定された導電性の固定接触子１０と、可動接触子７Ａを
支持して可動鉄心３と連結され、電磁石４の動きを可動
接触子７Ａに伝えることで接点の開閉を行うクロスバー
１１と、ハウジング４に固定されて固定接触子１０と導
通接続されている端子板１２と、可動接点７を固定接触
子１０より引き離す方向へクロスバー１１を付勢する引
き離しばね１３とが設けられている。

【０００４】アークボックス６内には、アーク消弧装置
として、アークボックス６に固定された金属材料による
複数枚のグリッド板１４および転流板１５と、固定接触
子１０に固定されたアークランナ１６とが開閉する電路
の相数に対応して設けられている。グリッド板１４をア
ークボックス６に固定する固定構造はかしめ式であり、
図８に示されているように、グリッド板１４はそれぞ
れ、かしめ片部１４ａを有し、図７に示されているよう
に、かしめ片部１４ａをアークボックス６のかしめ片差
し込みスリット６ａに通し、アークボックス６外に突出
したかしめ片１４ａをかしめることにより、アークボッ
クス６に固定されている。

【０００５】その他のグリッド板固定構造としては、特
開平７−１４１９７７号公報に示されているように、グ
リッド板に爪を設け、樹脂製のアークボックスカバーが
アークボックス本体に締結されることにより、グリッド
板の爪がアークボックスカバーあるいはアークボックス
本体に喰い込み、この噛み込みによってグリッド板を固
定するものがある。

【０００６】上述のような構成による電力開閉装置で
は、電磁石４の電磁コイル２に通電が行われることによ
り固定鉄心１が磁化すると、可動鉄心３が磁気的に固定
鉄心１に吸引されることにより、クロスバー１１が引き
離しばね１３のばね力に抗して降下し、可動接点７が所
定の接触圧力をもって固定接点９と接合することで、閉
成する。

【０００７】電磁石４の電磁コイル２に対する通電を停
止すると、固定鉄心１が消磁し、引き離しばね１３のば
ね力によってクロスバー１１が可動鉄心３と共に上昇
し、可動接点７が固定接点９より離間することで、開成
する。可動接点７が固定接点９より離れる際に、可動接
点７と固定接点９間にアークが発生するが、このアーク
は、可動接点７から転流板１５に、また、固定接点９か
らアークランナ１６にそれぞれ転位し、さらにアーク電
流と接触子電流による電磁反発力によりグリッド板１４
配置部内に引き込まれ、冷却、分断されて消弧する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た従来の電力開閉器の消弧装置では、グリッド板１４の
アークボックス６に対する固定が、各グリッド板１４毎
のかしめにより行われるから、製造、組み付け工数が多
く、しかも、かしめ力の加え方やばらつきにより、電気
絶縁樹脂製のアークボックス６を破損する可能性があっ
た。

【０００９】アークボックス６のうち、グリッド板１４
等を配置される消弧装置部分では、耐熱、消弧性能の優
れた高級な樹脂材料により構成されることを要求され、
他の部分では、さほど耐熱、消弧性能を要求されないに
も拘わらず、アークボックス６全体が一体成形品である
ため、さほど耐熱、消弧性能の要求されない部位も、耐
熱、消弧性能の優れた高級な樹脂材料により構成される
ことにより、高級樹脂の資源の無駄使い、樹脂材料費に
無駄が生じることになる。

【００１０】特開平７−１４１９７７号公報に示されて
いるように、樹脂製のアークボックスカバーがアークボ
ックス本体に締結されることにより、グリッド板の爪を
アークボックスカバーあるいはアークボックス本体に喰
い込ませることにより、グリッド板の固定を行うもので
は、かしめ式のものより製造、組み付け工数が少なくな
るが、爪形状や寸法のばらつきにより、爪が喰い込むア
ークボックスカバーあるいはアークボックス本体に破損
を与える可能性があり、また適用が、アークボックス本
体とアークボックスカバーとが分離した構造のものに限
られる。また、爪喰い込み式のものでも、アークボック
ス本体とアークボックスカバーの全体が耐熱、消弧性能
の優れた高級な樹脂材料により構成されるから、高級樹
脂の資源の無駄使い、樹脂材料費に無駄を生じることが
避けれない。

【００１１】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、製造、組み付け工数が少なく、
組み付け工程でアークボックスを破損することがなく、
また、高級樹脂の資源の無駄使い、樹脂材料費に無駄を
生じることを回避できる電力開閉装置の消弧装置および
その製造方法を得ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による電力開閉装置の消弧装置は、アー
クボックス内に複数枚のグリッド板を電路の相数に応じ
て有する電力開閉装置の消弧装置において、複数枚のグ
リッド板を直接保持し、電路の相数に同数、個別に成形
された合成樹脂製の複数個のグリッドケースと、複数個
の前記グリッドケースを相互に固定結合する合成樹脂製
のアークボックス残余形成体とにより一つのアークボッ
クスが構成されているものである。

【００１３】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
は、前記アークボックス残余形成体が、前記グリッドケ
ースを構成する合成樹脂の融点と同じ融点、あるいはそ
れより低い融点の合成樹脂により構成されているもので
ある。

【００１４】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
は、前記グリッドケースの合成樹脂が前記アークボック
ス残余形成体の合成樹脂より耐熱性および消弧性能が優
れた樹脂であるものである。

【００１５】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
は、前記グリッド板の両側に固定用凹部が形成され、前
記グリッドケースが前記固定用凹部と対応する部分は薄
肉壁とされ、複数個のグリッドケース間に、溶解状態の
高温のアークボックス残余形成樹脂が所定の成形圧をも
って注入されることにより、当該注入樹脂の成形圧によ
って前記薄肉壁が前記グリッド板の前記固定用凹部の形
状に倣ってオーバハング状に塑性変形し、前記薄肉壁を
前記グリッドケースの前記固定用凹部にぴったりと接合
していることによりグリッド板をグリッドケースに固定
するものである。

【００１６】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
は、複数個のグリッドケースが隣接するもの同士で相互
に密着しているものである。

【００１７】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
は、グリッドケースが部分的に前記アークボックス残余
形成体による部分より外部に露呈しているものである。

【００１８】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
は、前記グリッドケースとアークボックス残余形成体と
の境界面部がアーク漏洩防止のために凹凸形状になって
いるものである。

【００１９】また、上述の目的を達成するために、この
発明による電力開閉装置の消弧装置の製造方法は、必要
個数のグリッドケースをグリッドケース成形用金型を使
用してグリッドケース樹脂より成形する第一工程と、離
型された各グリッドケースに所定枚数のグリッド板をセ
ットする第二工程と、各グリッドケースをインサート部
材としてアークボックス成形用金型内にセットする第三
工程と、アークボックス成形用金型内に溶解状態の高温
のアークボックス残余形成樹脂を所定の成形圧を注入
し、アークボックス残余形成樹脂の凝固後に全体を離型
する第四工程と、を含むものである。

【００２０】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
の製造方法は、前記グリッド板の両側に固定用凹部を設
け、前記グリッドケースが前記固定用凹部と対応する部
分は薄肉壁とし、第四工程において、複数個のグリッド
ケース間に、溶解状態の高温のアークボックス残余形成
樹脂が所定の成形圧をもって注入されることにより、当
該注入樹脂の成形圧によって前記薄肉壁を前記グリッド
板の前記固定用凹部の形状に倣ってオーバハング状に塑
性変形させ、前記薄肉壁を前記グリッドケースの前記固
定用凹部にぴったりと接合させてグリッド板をグリッド
ケースに固定するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明に係る電力開閉装置の消弧装置およびその製造方法の
実施の形態を詳細に説明する。

【００２２】図１〜図３はこの発明による消弧装置を備
えた電力開閉装置の一つの実施の形態を示している。消
弧装置は、複数枚のグリッド板５０を直接保持し、電路
の相数に同数、個別に成形された合成樹脂製の複数個の
グリッドケース６０と、複数個のグリッドケース６０を
相互に固定結合してグリッドケース６０と共に一つのア
ークボックス１００を構成する合成樹脂製のアークボッ
クス残余形成体７０とを有している。

【００２３】グリッドケース６０を構成する合成樹脂と
アークボックス残余形成体７０を構成する合成樹脂と
は、ともに耐熱、消弧性能の優れたＰＰＳ（ポリフェニ
レンスルフィド）であるなど、同一融点の樹脂の組合
せ、あるいは、グリッドケース６０を構成する合成樹脂
はＰＰＳ、アークボックス残余形成体７０を構成する合
成樹脂はポリアミド樹脂等、アークボックス残余形成体
７０を構成する合成樹脂をグリッドケース樹脂より低融
点の安価な樹脂で構成することができる。

【００２４】これは、グリッドケース６０とアークボッ
クス残余形成体７０とを、そのそれぞれにおける必要要
件を満たしたうえで、資源、材料費の節約の観点から、
異種の合成樹脂により構成することが可能であることを
意味している。

【００２５】この消弧装置の製造はつぎのような工程に
より行う。必要個数のグリッドケース６０をグリッドケ
ース成形用金型を使用してグリッドケース樹脂より成形
する（第一工程）。離型された各グリッドケース６０に
所定枚数のグリッド板５０をセットする（第二工程）。
各グリッドケース６０をインサート部材としてアークボ
ックス成形用金型内にセットする（第三工程）。アーク
ボックス成形用金型内に溶解状態の高温のアークボック
ス残余形成樹脂を所定の成形圧を注入し、アークボック
ス残余形成樹脂の凝固後に全体を離型する（第四工
程）。これにより、複数個のグリッドケース６０がアー
クボックス残余形成体７０によって相互に固定結合さ
れ、グリッドケース６０とアークボックス残余形成体７
０とによるアークボックス１００が成形される。

【００２６】上述の第四工程において、グリッドケース
６０が溶解状態のアークボックス残余形成樹脂により再
溶解したり、熱障害を受けないよう、アークボックス残
余形成体７０の樹脂の融点はグリッドケース６０を構成
する樹脂の融点に等しいか、あるいはそれより低温であ
ることを要求される。

【００２７】グリッド板５０は、図４に示されているよ
うに、両側に固定用凹部５１を有している。グリッドケ
ース６０が固定用凹部５１と対応する部分は、図３
（ａ）に示されているように、薄肉壁６１になってい
る。上述の第四工程において、複数個のグリッドケース
６０間に、溶解状態の高温のアークボックス残余形成樹
脂が所定の成形圧をもって注入されることにより、図３
（ｂ）に示されているように、この注入樹脂の成形圧に
よって薄肉壁６１がグリッド板５０の固定用凹部５１の
形状に倣ってオーバハング状に塑性変形し、薄肉壁６１
がグリッドケース６０の固定用凹部５１にぴったりと接
合する。

【００２８】これにより、各グリッド板５０が特別な固
定工程を要することなくグリッドケース６０に固定され
る。複数個のグリッドケース６０は隣接するもの同士で
相互に密着している。このことにより、グリッドケース
６０間の寸法が小さくなり、消弧室装置の体積を小さく
することができる。また、グリッドケース６０は、図に
て符号６０ａ、６０ｂにより示されているように、部分
的にアークボックス残余形成体７０による部分より外部
に露呈している部分を含んでいる。このことによって
も、消弧室装置の小型化が図られる。

【００２９】また、グリッドケース６０とアークボック
ス残余形成体７０との境界面部６５は、図２に示されて
いるように、凹凸形状になっている。これにより、遮断
動作時に発生するアークがグリッドケース６０とアーク
ボックス残余形成体７０との境界面部６５を走り、アー
クが漏洩することが防止される。境界面部６５の凹凸形
状は、図２に示されているようなパルス波形状のもの以
外に、三角形波状や半円形状、半円形波形等であっても
よく、要はアークが直進できない障害形状であればよ
い。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による電力開閉装置の消弧装置によれば、アークボッ
クス内に複数枚のグリッド板を電路の相数に応じて有す
る電力開閉装置の消弧装置において、複数枚のグリッド
板を直接保持し、電路の相数に同数、個別に成形された
合成樹脂製の複数個のグリッドケースと、複数個の前記
グリッドケースを相互に固定結合する合成樹脂製のアー
クボックス残余形成体とにより一つのアークボックスが
構成されているから、グリッドケースとアークボックス
残余形成体とを各必要に応じた性能を有する個別の合成
樹脂により構成することができ、また、ねじ等の追加の
部品を必要とせず、複数の樹脂の係合等の追加工程が不
要で、製造工程、製造コストを低減できる。

【００３１】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
によれば、アークボックス残余形成体は、グリッドケー
スを構成する合成樹脂の融点と同じ融点、あるいはそれ
より低い融点の合成樹脂により構成されているから、グ
リッドケースが溶解状態のアークボックス残余形成樹脂
により再溶解したり、熱障害を受けることがない。

【００３２】つぎの発明に係る電力開閉装置の消弧装置
によれば、グリッドケースの合成樹脂はアークボックス
残余形成体の合成樹脂より耐熱性および消弧性能が優れ
た樹脂であるから、グリッドケースの強度、耐久性が保
たれ、併せて資源、材料費の節約が行われる。

【００３３】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
によれば、複数個のグリッドケース間に、溶解状態の高
温のアークボックス残余形成樹脂が所定の成形圧をもっ
て注入されることにより、当該注入樹脂の成形圧によっ
てグリッドケースの薄肉壁がグリッド板の固定用凹部の
形状に倣ってオーバハング状に塑性変形することによ
り、グリッド板がグリッドケースに固定されるから、ア
ークボックスに損傷を与えることなく、また特別なグリ
ッド板固定工程を要することなくグリッド板がグリッド
ケースに固定され、製造、組み付け工数の削減が図られ
る。

【００３４】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
によれば、複数個のグリッドケースは隣接するもの同士
で相互に密着しているから、消弧装置の小型化が図られ
る。

【００３５】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
によれば、グリッドケースは部分的にアークボックス残
余形成体による部分より外部に露呈しているから、露呈
部分ではアークボックス残余形成体が不要になり、消弧
装置の小型化が図られる。

【００３６】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
によれば、グリッドケースとアークボックス残余形成体
との境界面部が凹凸形状になっているから、この境界面
部をアークが通過することによるアークの漏洩が防止さ
れ、相間短絡、外部へのアーク放出が回避される。

【００３７】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
の製造方法によれば、必要個数のグリッドケースをグリ
ッドケース成形用金型を使用してグリッドケース樹脂よ
り成形し、離型された各グリッドケースに所定枚数のグ
リッド板をセットし、各グリッドケースをインサート部
材としてアークボックス成形用金型内にセットし、アー
クボックス成形用金型内に溶解状態の高温のアークボッ
クス残余形成樹脂を所定の成形圧を注入し、アークボッ
クス残余形成樹脂の凝固後に全体を離型することによ
り、消弧装置の製造するから、グリッドケースとアーク
ボックス残余形成体とを各必要に応じた性能を有する個
別の合成樹脂により構成することができ、また、ねじ等
の追加の部品を必要とせず、複数の樹脂の係合等の追加
工程が不要で、製造工程、製造コストを低減できる。

【００３８】つぎの発明による電力開閉装置の消弧装置
の製造方法によれば、複数個のグリッドケース間に、溶
解状態の高温のアークボックス残余形成樹脂が所定の成
形圧をもって注入されることにより、当該注入樹脂の成
形圧によってグリッドケースの薄肉壁をグリッド板の固
定用凹部の形状に倣ってオーバハング状に塑性変形さ
せ、薄肉壁をグリッドケースの固定用凹部にぴったりと
接合させてグリッド板をグリッドケースに固定するか
ら、アークボックスに損傷を与えることなく、また特別
なグリッド板固定工程を要することなくグリッド板をグ
リッドケースに固定でき、製造、組み付け工数の削減が
図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による消弧装置を備えた電力開閉装
置の一つの実施の形態の要部の一部切り欠き斜視図であ
る。

【図２】 この発明による消弧装置を備えた電力開閉装
置の一つの実施の形態の要部の他の一部切り欠き斜視図
である。

【図３】（ａ）グリッドボックスとグリッド板の固定部
分のアークボックス残余形成樹脂注入前の状態を示す断
面図、（ｂ）はアークボックス残余形成樹脂注入後の状
態を示す断面図である。

【図４】 ここの発明による電力開閉装置の消弧装置に
て使用されるグリッド板を示す正面図である。

【図５】 従来における電力開閉装置を示す一部断面側
面図である。

【図６】 従来における電力開閉装置を示す一部断面正
面図である。

【図７】 従来における電力開閉装置の消弧装置におけ
るグリッド板の固定構造を示す斜視図である。

【図８】 従来における電力開閉装置の消弧装置で使用
されるグリッド板を示す正面図である。

【符号の説明】

５０ グリッド板、５１ 固定用凹部、６０ グリッド
ケース、６１ 薄肉壁、６５ 境界面部、７０ アーク
ボックス残余形成体、１００ アークボックス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽賀 輝与嗣 愛知県愛知郡東郷町大字諸輪字百々51番地 497 東洋化学株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アークボックス内に複数枚のグリッド板
   を電路の相数に応じて有する電力開閉装置の消弧装置に
   おいて、 複数枚のグリッド板を直接保持し、電路の相数に同数、
   個別に成形された合成樹脂製の複数個のグリッドケース
   と、 複数個の前記グリッドケースを相互に固定結合する合成
   樹脂製のアークボックス残余形成体と、 により一つのアークボックスが構成されていることを特
   徴とする電力開閉装置の消弧装置。
2. 【請求項２】 前記アークボックス残余形成体は、前記
   グリッドケースを構成する合成樹脂の融点と同じ融点、
   あるいはそれより低い融点の合成樹脂により構成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の電力開閉装置の
   消弧装置。
3. 【請求項３】 前記グリッドケースの合成樹脂は前記ア
   ークボックス残余形成体の合成樹脂より耐熱性および消
   弧性能が優れた樹脂であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の電力開閉装置の消弧装置
4. 【請求項４】 前記グリッド板の両側に固定用凹部が形
   成され、前記グリッドケースが前記固定用凹部と対応す
   る部分は薄肉壁とされ、複数個のグリッドケース間に、
   溶解状態の高温のアークボックス残余形成樹脂が所定の
   成形圧をもって注入されることにより、当該注入樹脂の
   成形圧によって前記薄肉壁が前記グリッド板の前記固定
   用凹部の形状に倣ってオーバハング状に塑性変形し、前
   記薄肉壁を前記グリッドケースの前記固定用凹部にぴっ
   たりと接合していることによりグリッド板をグリッドケ
   ースに固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か一つに記載の電力開閉装置の消弧装置。
5. 【請求項５】 複数個のグリッドケースは隣接するもの
   同士で相互に密着していることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか一つに記載の電力開閉装置の消弧装置。
6. 【請求項６】 グリッドケースは部分的に前記アークボ
   ックス残余形成体による部分より外部に露呈しているこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の電
   力開閉装置の消弧装置。
7. 【請求項７】 前記グリッドケースとアークボックス残
   余形成体との境界面部はアーク漏洩防止のために凹凸形
   状になっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か一つに記載の電力開閉装置の消弧装置。
8. 【請求項８】 必要個数のグリッドケースをグリッドケ
   ース成形用金型を使用してグリッドケース樹脂より成形
   する第一工程と、 離型された各グリッドケースに所定枚数のグリッド板を
   セットする第二工程と、 各グリッドケースをインサート部材としてアークボック
   ス成形用金型内にセットする第三工程と、 アークボックス成形用金型内に溶解状態の高温のアーク
   ボックス残余形成樹脂を所定の成形圧を注入し、アーク
   ボックス残余形成樹脂の凝固後に全体を離型する第４工
   程と、 を含むことを特徴とする電力開閉装置の消弧装置の製造
   方法。
9. 【請求項９】 前記グリッド板の両側に固定用凹部を設
   け、前記グリッドケースが前記固定用凹部と対応する部
   分は薄肉壁とし、第四工程において、複数個のグリッド
   ケース間に、溶解状態の高温のアークボックス残余形成
   樹脂が所定の成形圧をもって注入されることにより、当
   該注入樹脂の成形圧によって前記薄肉壁を前記グリッド
   板の前記固定用凹部の形状に倣ってオーバハング状に塑
   性変形させ、前記薄肉壁を前記グリッドケースの前記固
   定用凹部にぴったりと接合させてグリッド板をグリッド
   ケースに固定することを特徴とする請求項８に記載の電
   力開閉装置の消弧装置の製造方法。