JPH11329134A - 電力開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全ての電流領域における電流遮断において、
接点消耗や遮断不能が生じないこと。 【解決手段】 励磁コイルを持つ固定鉄心は、引外しバ
ネを介し可動鉄心に対向配置してある。可動鉄心の上部
には、クロスバーが取り付けられ、その窓には、接触バ
ネで付勢された可動接触子が保持されている。可動接触
子の両端には、可動接点が取り付けられ、これに対向し
て固定接点が配置されている。クロスバー上端のアクチ
ュエータは、平面部と凹部とからなる作動曲面を持つ。
接点間空隙の近傍には、金属グリッドが複数配置してあ
る。金属グリッドは、雲型のカムに固定される。接点閉
成状態では、金属グリッドが接点間空隙の近傍に位置す
る。励磁コイルに印加した電圧を取り除くと、可動鉄心
が上方に移動してアクチュエータが上昇する。これより
カムの端部が作動曲面の凹部に落ち込んで金属グリッド
が揺動し、接点間空隙から遠ざかる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力開閉装置に
関し、更に詳しくは、事故電流領域、モータの始動電流
領域、モータの定格電流域などの全ての電流領域におけ
る電流遮断において、接点消耗や遮断不能が生じない電
力開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来の電力開閉装置の一例を
示す断面図である。図１２は、図１１に示した電力開閉
装置におけるアーク消弧過程を示す一部断面図である。
取付台１には、ハウジング２が取り付けてある。ハウジ
ング２内には、励磁コイル３が配置されている。励磁コ
イル３は、固定鉄心４内に保持されている。可動鉄心５
は、所定間隔を持って固定鉄心４に対向して配置してあ
る。固定鉄心４と可動鉄心５との間には、引外しバネ６
が設けられている。引外しバネ６は、可動鉄心５を上方
に付勢する。また、可動鉄心５の上部には、クロスバー
７が取り付けてある。クロスバー７の上部には、窓８が
設けてある。窓８には、可動接触子９が保持されてい
る。可動接触子９は、圧縮コイルバネからなる接触バネ
１０によって下方に付勢されており、窓８に沿って摺動
可能である。

【０００３】クロスバー７は、ハウジング２の穴部１１
と内壁１２とにより上下方向に摺動案内されている。可
動接触子９の両端には、可動接点１３が取り付けてあ
る。また、可動接点１３は、所定間隔を持って固定接点
１４に対向配置されている。固定接点１４は、固定接触
子１５上に取り付けてある。固定接触子１５は、端子板
１６に電気的に接続固定されている。端子板１６には、
外部回路に接続するための端子ネジ１７が螺合してあ
る。また、固定接触子１５には、アークランナ１８が取
り付けてある。アークランナ１８の上方には、消弧用の
金属グリッド８０１が複数配置されている。金属グリッ
ド８０１は、アークボックス８０２に固定されている。

【０００４】つぎに、この電力開閉装置８００の動作に
ついて説明する。励磁コイル３に電圧を印加すると、磁
束が発生する。このため、固定鉄心３と可動鉄心５との
間に吸引力が生じる。この吸引力が引外しバネ６による
付勢力を超えると、可動鉄心５およびクロスバー７が下
方に移動する。可動鉄心５はクロスバー７に取り付けて
あるから、クロスバー７の移動により、可動接点１３と
固定接点１４とが接触する。可動鉄心５と固定鉄心４と
の間隔は、可動接点１３と固定接点１４との間隔よりも
大きいので、クロスバー７は、可動接点１３と固定接点
１４とが接触した状態で更に下方に移動する。このた
め、接点ワイプが得られると共に接触バネ１０が圧縮す
る。この接触バネ１０による可動接触子９への付勢力
は、可動接点１３と固定接点１４との接触圧力となる。
以上で閉成動作が完了する。

【０００５】つぎに、励磁コイル３の電圧を取り除く
と、可動鉄心５と固定鉄心４の間の吸引力は消滅する。
このため、引外しばね６の付勢力により可動鉄心５およ
びクロスバー７は図中上方に移動し、可動接点１３と固
定接点１４とが開離する。

【０００６】可動接点１３と固定接点１４とが開離する
と、両接１３、１４点間にアークＡが発生する。アーク
Ａは、反対側に発生するアークＡとの間に働く反発力、
および固定接触子１５に流れる電流との間に働く電磁力
により、外側への力を受けて膨らむ方向に移動する。こ
のため、固定接点１４側のアークスポットはアークラン
ナ１８に転流され、アークＡはさらに外側に移動する。
そして、アークＡは、金属グリッド８０１の中に入って
伸長され、複数の金属グリッド８０１により分断される
と共に当該金属グリッド８０１内での冷却により消弧す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力開閉装置８００では、小電流領域における電流
の遮断において、アークＡが金属グリッド８０１まで到
達しない。このため、電流遮断時にアークＡが長時間接
点上にとどまるから、接点１３、１４に負担がかかり、
消耗が大きくなるという問題点があった。一方、金属グ
リッド８０１を小電流領域においてアーク消弧可能な位
置に配置すると、大電流領域（短絡事故時など）におい
て、遮断電流のエネルギーが大きいため、近接した金属
グリッド８０１上にアークが膠着したままになる。この
ため、アークが伸びず続弧し、遮断不能となるという問
題点があった。

【０００８】モータの開閉に用いる電磁接触器などの電
力開閉装置には、通常の定格電流の遮断およびモータの
インチング動作をさせる場合に必要な拘束電流（定格電
流の約６倍電流）の遮断、並びに事故電流の遮断（定格
電流の約１０倍以上）が要求される。ところが、従来の
電力開閉装置８００では、上記のような問題点があるか
ら、通常、遮断不能を生じないように最も大きな電流値
に合わせて金属グリッド８０１の位置を設定している。
しかしながら、小電流領域において接点消耗が発生する
ことになり、この接点消耗に対処するには、当該接点１
３、１４のボリュームを大きくしなくてはならないとい
う新たな問題点が生じる。

【０００９】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、事故電流領域、モータの始動電流領域、モータ
の定格電流域などの全ての電流領域における電流遮断に
おいて、接点消耗や遮断不能が生じない電力開閉装置を
得ることを目的とする。

【００１０】

【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は、可動接点と固定
接点とが接触または開離することにより電路を開閉し、
可動接点と固定接点とが開離する際に当該可動接点と固
定接点との間に生じるアークを消弧する消弧装置を有す
る電力開閉装置において、前記可動接点が前記固定接点
から遠ざかる動作に連動して、前記可動接点と固定接点
とが開離するときに生じる接点間空隙から前記消弧装置
が遠ざかるものである。

【００１１】接点が開離するときには、消弧装置が接点
間空隙の近くにあるから、小電流領域においてもアーク
の転流が可能である。また、消弧装置が接点間空隙から
遠ざかることにより、大電流領域におけるアークの膠着
を防止し、当該アークの消弧を可能にする。このため、
接点の消耗を防止できると共に広い領域において電流の
遮断をすることができる。

【００１２】つぎの発明による電力開閉装置は、可動接
点と固定接点とが接触または開離することにより電路を
開閉し、可動接点と固定接点とが開離する際に当該可動
接点と固定接点との間に生じるアークを消弧する消弧装
置を有する電力開閉装置において、前記可動接点が前記
固定接点から遠ざかる動作に連動して、前記可動接点と
固定接点とが開離するときに生じる接点間空隙に前記消
弧装置が近づき、その後前記接点間空隙から遠ざかるも
のである。

【００１３】接点の開離初期に消弧装置を接点間空隙に
近づけることで、定格電流領域における遮断性能が向上
する。このため、接点の消耗が少なくなり、接点寿命を
長くできる。また、小型接点を使用できるので、装置を
小型化できる。

【００１４】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記接点間空隙に対して消弧装置
が遠ざかり又は近づく動作をカム機構により行うように
したものである。

【００１５】カム機構の原動節、従動節の一方を消弧装
置と連結し、他方を接点間空隙側（可動接点および／ま
たは固定接点）と連結し、カム動作により前記接点間空
隙に対して消弧装置を遠ざけ又は近づけるようにした。
このような簡単な構成にすれば、装置の故障を少なくで
きると共に装置を確実に動作させることができる。

【００１６】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、可動接点側にカム機構の原動節を
設けると共に従動節に前記消弧装置を連結し、前記可動
接点が前記固定接点から遠ざかる動作に連動して、前記
接点間空隙に対して消弧装置が遠ざかり又は近づくよう
にしたものである。

【００１７】可動接点が移動するから当該可動接点側に
原動節を設け、この原動節に従動する従動節を消弧装置
と連結し、当該消弧装置を運動させるようにした。係る
構成によれば、簡単に装置を構成できる。また、簡単な
構成であるから、装置の故障を少なくできると共に装置
を確実に動作させることができる。

【００１８】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記消弧装置が、導電性の材料か
らなるものである。

【００１９】消弧装置を導電性の材料で構成することに
より、アークを速やかに消弧装置に転流することができ
る。併せて、転流後は消弧装置を接点間空隙から遠ざけ
ることにより、装置の消弧性能を向上できる。

【００２０】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記消弧装置が、導電性かつ磁性
の材料からなるものである。

【００２１】このようにすれば、磁性材料内にアーク電
流による発生磁束が通過することによりアーク吸引効果
が得られるため、消弧装置への転流が起こりやすくな
る。また、消弧装置を導電性の材料で構成することによ
り、アークを速やかに消弧装置に転流することができ
る。このため、装置の消弧性能を向上させることができ
る。

【００２２】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記消弧装置を、導電性かつ磁性
の材料からなる複数の金属グリッドとしたものである。

【００２３】複数の金属グリッドを設けることにより、
アークが金属グリッドにより分断、分圧するため、消弧
性能を向上させることができる。

【００２４】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記消弧装置が、複数の転流電極
と当該転流電極間に接続したＰＴＣ素子からなるもので
ある。

【００２５】ＰＴＣ素子は、一定温度を越えたときに抵
抗値が急激に増加する特性を持つ。抵抗値が増加する
と、アーク電流が急激に限流される。このため、ＰＴＣ
が低温のときは、転流しやすくなり、一方、ＰＴＣが高
温のときはアーク電流が限流される。また、転流後は、
消弧装置が遠ざかってアークを引き伸ばす。これらの相
乗効果により、広い電流領域における電流遮断が可能に
なる。

【００２６】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記消弧装置が、複数の転流電極
と当該転流電極間に接続した抵抗素子からなるものであ
る。

【００２７】抵抗素子にアークを転流させて限流する方
式は一般に知られている。ここで、限流効果を大きくす
るため抵抗素子の抵抗値を高くすると、転流が起こりに
くくなる。そこで、消弧装置を接点間空隙の近くに位置
させれば転流しやすくなる。転流した後は、消弧装置を
接点間空隙から遠ざければよい。このようにすれば、ア
ークの遮断性能が向上する。

【００２８】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記消弧装置が、複数の転流電極
と当該転流電極間に接続した整流素子からなるものであ
る。

【００２９】一般に、整流素子に転流させる場合、正方
向時に転流が起こり、逆方向時には電流を阻止するが、
つぎの正方向時に再発弧が起こる。しかし、この構成で
は、消弧装置が接点間空隙から遠ざかるので、再発弧が
起こらない。このため、装置の消弧性能を向上すること
ができる。

【００３０】つぎの発明による電力開閉装置は、上記電
力開閉装置において、前記消弧装置が、複数の転流電極
と当該転流電極間に接続した抵抗素子およびと整流素子
からなるものである。

【００３１】このように、抵抗素子と整流素子とを併用
することで、相乗効果が得られ、より装置の消弧性能を
向上することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る電力開閉装
置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この
実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【００３３】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１に係る電力開閉装置を示す断面図である。取付台
１には、ハウジング２が取り付けてある。ハウジング２
内には、励磁コイル３が配置されている。励磁コイル３
は、固定鉄心４内に保持されている。可動鉄心５は、所
定間隔を持って固定鉄心４に対向して配置してある。固
定鉄心４と可動鉄心５との間には、引外しバネ６が設け
られている。引外しバネ６は、可動鉄心５を上方に付勢
する。また、可動鉄心５の上部には、クロスバー７が取
り付けてある。クロスバー７は、絶縁材料により構成さ
れている。また、クロスバー７の上部には、窓８が設け
てある。窓８には、可動接触子９が保持されている。可
動接触子９は、圧縮コイルバネからなる接触バネ１０に
よって下方に付勢されており、窓８に沿って摺動可能で
ある。

【００３４】クロスバー７は、ハウジング２の穴部１１
と内壁１２とにより上下方向に摺動案内されている。可
動接触子９の両端には、可動接点１３が取り付けてあ
る。また、可動接点１３は、所定間隔を持って固定接点
１４に対向配置されている。固定接点１４は、固定接触
子１５上に取り付けてある。固定接触子１５は、端子板
１６に電気的に接続固定されている。端子板１６には、
外部回路に接続するための端子ネジ１７が螺合してあ
る。また、固定接触子１５には、アークランナ１８が取
り付けてある。

【００３５】クロスバー７の上端には、アクチュエータ
１９が取り付けてある。アクチュエータ１９の側面は、
作動曲面２０となっている。作動曲面２０は、平面部２
１と凹部２２とから構成されている。可動接点１３と固
定接点１４との間の空隙近傍には、消弧用の金属グリッ
ド２３が複数配置されている。金属グリッド２３は、導
電性かつ磁性の材料からなる。金属グリッド２３は、雲
型のカム２４に固定されている。カム２４は、軸部２５
により回転支持されている。軸部２５は、ひねりバネ２
６の中心を貫通する。ひねりバネ２６の一端はカム２４
に係止し、他端はアークボックス２７に係止している。
ひねりバネ２６により、カム２４の端部２４ａをアクチ
ュエータ１９の作動曲面２０に対して付勢する。

【００３６】つぎに、この電力開閉装置１００の動作に
ついて説明する。励磁コイル３に電圧が印加されて接点
１３、１４が閉成する動作については、上記従来の場合
と同様であるので、説明を省略する。図２は、図１に示
した電力開閉装置１００の部分断面図であり、接点１
３、１４の閉成状態を示す。接点１３、１４が閉成され
た状態では、カム２４の端部２４ａはアクチュエータ１
９の平面部２０に当接している。このため、金属グリッ
ド２３が接点間空隙の近傍に位置する。

【００３７】つぎに、励磁コイル３に印加した電圧を取
り除くと、可動鉄心５が引外しバネ６の作用により上方
に移動する。アクチュエータ１９は、クロスバー７を介
して可動鉄心５と連結しているから、可動鉄心５と共に
アクチュエータ１９が上昇する。アクチュエータ１９の
上昇に伴い、また、ひねりバネ２６によりカム２４が付
勢されていることから、カム２４の端部２４ａが作動曲
面２０の凹部２２に落ち込む。これにより金属グリッド
２３が揺動し、接点間空隙から遠ざかる（図１参照）。
この結果、可動接点１３と固定接点１４とが開離し始め
たときは、金属グリッド２３が接点間空隙の近傍に位置
するが、その後、可動接点１３と固定接点１４とがある
程度離れたときは、金属グリッド２３が接点間空隙から
遠ざかるようになる。

【００３８】まず、接点１３、１４間に生じるアークＡ
は、可動接点１３と固定接点１４とが開離し始めた状態
で、接点間空隙の近傍にある金属グリッド２３に転流す
る。金属グリッド２３は、導電性かつ磁性の材料からで
きているので、アーク電流により発生する磁束が金属グ
リッド２３内を通ることでアークＡを当該金属グリッド
２３内に引き込み、転流効果を増大させる。つぎに、ク
ロスバー７の上昇に従ってカム２４の端部２４ａが作動
曲面２０の凹部２２に落ち込み、金属グリッド２３が接
点間空隙から遠ざかり始める。これにより、転流された
アークＡが接点から離れた位置（図１参照）まで引き延
ばされ、アーク電圧が高まってアークＡが消弧する。

【００３９】以上のように構成すれば、金属グリッド２
３を接点間近傍に位置させることで定格電流領域におけ
るアークＡを遮断できると共に、接点１３、１４の開成
後に金属グリッド２３を接点間空隙から遠ざけること
で、事故電流領域におけるアークＡを遮断することがで
きる。すなわち、すべての電流域において有効に作用す
る消弧装置を得ることができる。また、定格電流域での
遮断性能が改善されるから、接点消耗が少なくなり、長
寿命化が達成できる。さらに、接点を小形化できるため
安価になる。

【００４０】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２に係る電力開閉装置を示す断面図である。この実
施の形態２に係る電力開閉装置２００は、実施の形態１
に係る電力開閉装置１００と略同様の構成であるが、ア
クチュエータ１９の作動曲面２０の形状が異なる。以
下、この異なる点について説明し、他の構成については
説明を省略する。アクチュエータ１９の作動曲面２０
は、上方より第１凹部２０１、平面部２０２、第２凹部
２０３から構成されている。接点１３、１４の開成状態
で、カム２４の端部２４ａは第１凹部２０１に落ち込ん
でいる。

【００４１】図４および図５は、図３に示した電力開閉
装置２００の作動状態を示す断面説明図である。励磁コ
イル３に電圧が印加されて接点１３、１４が閉成する動
作については、上記従来の場合と同様であるので、説明
を省略する。接点１３、１４が閉成された状態では、カ
ム２４の端部２４ａはアクチュエータ１９の第１凹部２
０１に落ち込んでいる。このため、金属グリッド２３は
接点間空隙から離れた位置にある。

【００４２】つぎに、励磁コイル３に印加した電圧を取
り除くと、可動鉄心９が引外しバネ８の作用により上方
に移動する。アクチュエータ１９は、クロスバー７を介
して可動鉄心９と連結しているから、可動鉄心９と共に
アクチュエータ１９が上昇する。第１凹部２０１は、あ
る程度のストロークを持っているため、可動接点１３と
固定接点１４との開離初期では、金属グリッド２３が接
点間空隙から離れた位置にある（図３参照）。続いて、
アクチュエータ１９の上昇に伴い、カム２４の端部２４
ａが作動曲面２０の平面部２０２に押し上げられる。こ
れにより金属グリッド２３が揺動し、接点間空隙に近づ
く（図４参照）。

【００４３】つぎに、アクチュエータ１９が更に上昇す
ることで、カム２４の端部２４ａは作動曲面２０の第２
凹部２０３に落ち込む。これより、金属グリッド２３が
接点間空隙から遠ざかる（図５参照）。この結果、可動
接点１３と固定接点１４とが開離し始めたときは、金属
グリッド２３が接点間空隙から離れているが、その後に
近づき、可動接点１３と固定接点１４とがある程度離れ
たときは、金属グリッド２３が再び接点間空隙から遠ざ
かるようになる。

【００４４】接点１３、１４間に発生するアークＡは、
可動接点１３と固定接点１４との開離過程において、金
属グリッド２３が接点間空隙に近づくから、定格電流領
域においてもアークＡを転流することができる。また、
アーク転流後、金属グリッド２３を接点間空隙から遠ざ
けてアークＡを引き延ばすことで、当該アークＡを消弧
できる。また、金属グリッド２３を接点間空隙から遠ざ
けることで、事故電流領域であってもアークＡを遮断す
ることができる。すなわち、すべての電流域において有
効に作用する消弧装置を得ることができる。また、定格
電流域での遮断性能が改善されるから、接点消耗が少な
くなり、長寿命化が達成できる。さらに、接点を小形化
できるため安価になる。

【００４５】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３に係る電力開閉装置を示す一部断面図である。こ
の実施の形態３に係る電力開閉装置３００は、実施の形
態２に係る電力開閉装置２００と略同様であるが、消弧
装置部分が異なる。以下、この異なる点について説明
し、他の構成については説明を省略する。カム２４に
は、上部電流電極３０１と下部転流電極３０２とが設け
られている。この上部転流電極３０１と下部転流電極３
０２との間には、ＰＴＣ素子３０３が接続してある。Ｐ
ＴＣ素子３０３は、カム２４内部に埋設する。転流電極
３０１、３０２は、導電性かつ磁性の材料からなる。

【００４６】つぎに、この電力開閉装置３００の動作に
ついて説明する。励磁コイルの作用に基づき、可動接点
１３と固定接点１４とが開離すると、接点１３、１４間
にアークが発生する。このアークは、接点間空隙の近傍
に位置する転流電極３０１、３０２に転流する。転流電
極３０１、３０２に転流したアーク電流は、ＰＴＣ素子
３０３に流れる。ＰＴＣ素子３０３は、ある一定温度を
越えたときにその抵抗値が急激に増加する特性を持つ。
アーク転流初期は、ＰＴＣ素子３０３の温度が低いの
で、アークを転流しやすい。続いてＰＴＣ素子３０３に
アーク電流が流れることにより、ＰＴＣ素子３０３の温
度が上がり抵抗値が急激に上昇する。これにより、アー
ク電流が急激に限流される。さらに、転流電極３０１、
３０２が、カム２４の揺動により接点間空隙から離れる
ことで、アークが急速に引き延ばされる。この相乗効果
により、アークが効果的に消弧する。この結果、広い電
流領域でアークの遮断性能が向上する。

【００４７】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４に係る電力開閉装置を示す一部断面図である。こ
の実施の形態４に係る電力開閉装置４００は、実施の形
態２に係る電力開閉装置２００と略同様であるが、消弧
装置部分が異なる。以下、この異なる点について説明
し、他の構成については説明を省略する。カム２４に
は、上部電流電極３０１と下部転流電極３０２とが設け
られている。この上部転流電極３０１と下部転流電極３
０２との間には、抵抗素子４０１が接続してある。抵抗
素子４０１は、カム２４内部に埋設する。転流電極３０
１、３０２は、導電性かつ磁性の材料からなる。

【００４８】つぎに、この電力開閉装置４００の動作に
ついて説明する。励磁コイルの作用に基づき、可動接点
１３と固定接点１４とが開離すると、接点１３、１４間
にアークが発生する。このアークは、接点間空隙の近傍
に位置する転流電極３０１、３０２に転流する。転流電
極３０１、３０２に転流したアーク電流は、抵抗素子４
０１に流れ、急激に限流される。

【００４９】ところで、限流効果を大きくするには抵抗
素子４０１の抵抗値を高くする必要があるが、逆にアー
クが転流しにくくなる。そこで、この電力開閉装置４０
０では、転流電極３０１、３０２がカム２４の揺動によ
り接点間空隙に近づき離れることで、アークを転流させ
やすくしている。アーク転流後は、転流電極３０１、３
０２が接点間空隙から遠ざかるため、アークが急速に引
き延ばされる。この電力開閉装置４００では、上記相乗
効果により、アークが効果的に消弧する。この結果、広
い電流領域でアークの遮断性能が向上する。

【００５０】実施の形態５．図８は、この発明の実施の
形態５に係る電力開閉装置を示す一部断面図である。こ
の実施の形態５に係る電力開閉装置５００は、実施の形
態２に係る電力開閉装置２００と略同様であるが、消弧
装置部分が異なる。以下、この異なる点について説明
し、他の構成については説明を省略する。カムには、上
部電流電極３０１と下部転流電極３０２とが設けられて
いる。この上部転流電極３０１と下部転流電極３０２と
の間には、整流素子５０１が接続してある。整流素子５
０１は、カム２４内部に埋設する。転流電極３０１、３
０２は、導電性かつ磁性の材料からなる。

【００５１】つぎに、この電力開閉装置５００の動作に
ついて説明する。励磁コイルの作用に基づき、可動接点
１３と固定接点１４とが開離すると、接点１３、１４間
にアークが発生する。このアークは、接点間空隙の近傍
に位置する転流電極３０１、３０２に転流する。転流電
極３０１、３０２は整流素子５０１に接続されているか
ら、アーク電流は正方向に流れ、逆方向には流れない。
ここで、逆方向の電流阻止現象が起こっても、つぎの正
方向時に再発弧が生じる。ところが、この電力開閉装置
５００では、可動電極１３と固定電極１４とが開離した
後、転流電極３０１、３０２が電極間空隙から遠ざかる
ので、再発弧が生じにくい。以上、転流電極３０１、３
０２を遠ざけてアークを急速に引き延ばすこととの相乗
効果により、アークが効果的に消弧する。この結果、整
流素子５０１による消弧の性能を十分に引き出せ、広い
電流領域でアークの遮断性能が向上する。

【００５２】実施の形態６．図９は、この発明の実施の
形態６に係る電力開閉装置を示す一部断面図である。こ
の実施の形態６に係る電力開閉装置６００は、実施の形
態２に係る電力開閉装置２００と略同様であるが、消弧
装置部分が異なる。以下、この異なる点について説明
し、他の構成については説明を省略する。カムには、上
部電流電極３０１と下部転流電極３０２とが設けられて
いる。この上部転流電極３０１と下部転流電極３０２と
の間には、抵抗素子４０１と整流素子５０１とが直列に
接続してある。抵抗素子４０１および整流素子５０１
は、カム２４内部に埋設する。転流電極３０１、３０２
は、導電性かつ磁性の材料からなる。

【００５３】つぎに、この電力開閉装置６００の動作に
ついて説明する。励磁コイルの作用に基づき、可動接点
１３と固定接点１４とが開離すると、接点１３、１４間
にアークが発生する。このアークは、接点間空隙の近傍
に位置する転流電極３０１、３０２に転流する。転流素
子３０１、３０２は抵抗素子４０１および整流素子５０
１に接続されているから、アーク電流は抵抗素子４０１
および整流素子５０１に流れる。この抵抗素子４０１に
より限流効果を得、整流素子５０１により逆方向電流阻
止効果を得る。また、可動電極１３と固定電極１４とが
開離した後、転流電極３０１、３０２が電極間空隙から
遠ざかるので、再発弧が生じにくい。以上、抵抗素子４
０１により限流すること、整流素子５０１による逆方向
電流を阻止すること、および転流電極３０１、３０２を
遠ざけてアークを急速に引き延ばすこととの相乗効果に
より、アークが効果的に消弧する。この結果、広い電流
領域でアークの遮断性能が向上する。

【００５４】実施の形態７．図１０は、この発明の実施
の形態７に係る電力開閉装置を示す一部断面図である。
この実施の形態７に係る電力開閉装置７００は、実施の
形態１に係る電力開閉装置１００と略同様であるが、消
弧装置部分が異なる。以下、この異なる点について説明
し、他の構成については説明を省略する。クロスバー７
の上端には、複数の金属グリッド７０１を支える支持部
７０２が固定されている。支持部７０２は、アークボッ
クス７０３内に収容されている。金属グリッド７０１
は、アークランナ１８に対向して設けられている。金属
グリッド７０１は、導電性かつ磁性の材料からなる。

【００５５】つぎに、この電力開閉装置７００の動作に
ついて説明する。励磁コイルに電圧が印加されて接点１
３、１４が閉成する動作については、上記従来の場合と
同様であるので、説明を省略する。励磁コイルに電圧を
印加した状態では、可動接点１３と固定接点１４とが閉
成されているため、金属グリッド７０１が接点１３、１
４近傍に位置する。電圧を取り除くと、可動鉄心５が引
外しバネ６の作用により上方に移動する。支持部７０２
はクロスバー７を介して可動鉄心５と連結しているか
ら、可動鉄心５と共に支持部７０２が上昇する。この支
持部７０２の上昇に伴い、金属グリッド７０１が上昇す
る。

【００５６】接点開成初期には、金属グリッド７０１が
接点間空隙の近傍にあるが、次第に遠ざかって行く。こ
のため、開成初期では、接点１３、１４間に生じたアー
クが金属グリッド７０１に転流しやすい。また、転流後
は、金属グリッド７０１が接点間空隙から遠ざかるの
で、アークが引き延ばされ、冷却消弧する。

【００５７】この電力開閉装置７００によれば、消弧装
置を簡単に構成できる。このため、機構部位で生じる摩
耗などが少なくなり、耐久性が向上する。なお、上記で
は、消弧装置として金属グリッド７０１を用いている
が、上記実施の様態３〜６のようなＰＴＣ素子３０３、
抵抗素子４０１、整流素子５０１などを転流電極３０
１、３０２と組み合わせて用いてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る電
力開閉装置によれば、可動接点が前記固定接点から遠ざ
かる動作に連動して、前記可動接点と固定接点とが開離
するときに生じる接点間空隙から前記消弧装置が遠ざか
るようにしたので、小電流領域においてもアークの転流
が可能であり、大電流領域におけるアークの膠着を防止
できる。このため、接点の消耗を防止できると共に広い
領域において電流の遮断をすることができる。

【００５９】つぎの発明に係る電力開閉装置では、可動
接点が前記固定接点から遠ざかる動作に連動して、前記
可動接点と固定接点とが開離するときに生じる接点間空
隙に前記消弧装置が近づき、その後前記接点間空隙から
遠ざかるようにしたので、定格電流領域における遮断性
能が向上し、接点の消耗が少なくなると共に接点寿命を
長くできる。また、小型接点を使用できるので、装置を
小型化できる。

【００６０】つぎの発明に係る電力開閉装置では、接点
間空隙に対して消弧装置が遠ざかり又は近づく動作をカ
ム機構により行うようにしたので、装置を簡単に構成で
きると共に装置の故障を少なくできる。また、装置を確
実に動作させることができる。

【００６１】つぎの発明に係る電力開閉装置では、可動
接点側にカム機構の原動節を設けると共に従動節に前記
消弧装置を連結し、前記可動接点が前記固定接点から遠
ざかる動作に連動して、前記接点間空隙に対して消弧装
置が遠ざかり又は近づくようにした。このような構成に
よれば、簡単に装置を構成できる。また、簡単な構成で
あるから、装置の故障を少なくできると共に装置を確実
に動作させることができる。

【００６２】つぎの発明に係る電力開閉装置では、消弧
装置を導電性の材料により構成したの、アークを速やか
に消弧装置に転流することができ、装置の消弧性能を向
上できる。

【００６３】つぎの発明に係る電力開閉装置では、消弧
装置を磁性の材料から構成したから、消弧装置への転流
が起こりやすくなる。また、消弧装置を導電性の材料で
構成したから、アークを速やかに消弧装置に転流するこ
とができる。このため、装置の消弧性能を向上させるこ
とができる。

【００６４】つぎの発明に係る電力開閉装置では、複数
の金属グリッドを設けたので、アークが金属グリッドに
より分断、分圧する。このため、消弧性能を向上させる
ことができる。

【００６５】つぎの発明に係る電力開閉装置では、消弧
装置を、複数の転流電極と当該転流電極間に接続したＰ
ＴＣ素子から構成したので、転流後、消弧装置が遠ざか
ってアークを引き伸ばすこととの相乗効果により、広い
電流領域における電流遮断が可能になる。

【００６６】つぎの発明に係る電力開閉装置では、消弧
装置を、複数の転流電極と当該転流電極間に接続した抵
抗素子から構成したので、消弧装置を接点間空隙の近く
に位置させ、転流後、消弧装置を接点間空隙から遠ざけ
ることとの相乗効果により、アークの遮断性能を向上さ
せることができる。

【００６７】つぎの発明に係る電力開閉装置では、消弧
装置を、複数の転流電極と当該転流電極間に接続した整
流素子から構成した。係る構成では、消弧装置が接点間
空隙から遠ざかるため、再発弧が起こらない。このた
め、装置の消弧性能を向上することができる。

【００６８】つぎの発明に係る電力開閉装置では、消弧
装置を、複数の転流電極と当該転流電極間に接続した抵
抗素子およびと整流素子から構成したので、これらの相
乗効果が得られ、より装置の消弧性能を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る電力開閉装置
を示す断面図である。

【図２】 図１に示した電力開閉装置の部分断面図であ
り、接点の閉成状態を示す。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る電力開閉装置
を示す断面図である。

【図４】 図３に示した電力開閉装置の作動状態を示す
断面説明図である。

【図５】 図３に示した電力開閉装置の作動状態を示す
断面説明図である。

【図６】 この発明の実施の形態３に係る電力開閉装置
を示す一部断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態４に係る電力開閉装置
を示す一部断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態５に係る電力開閉装置
を示す一部断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態６に係る電力開閉装置
を示す一部断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態７に係る電力開閉装
置を示す一部断面図である。

【図１１】 従来における電力開閉装置の一例を示す断
面図である。

【図１２】 図１１に示した電力開閉装置におけるアー
ク消弧過程を示す一部断面図である。

【符号の説明】

１００ 電力開閉装置、１ 取付台、２ ハウジング、
３ 励磁コイル、４固定鉄心、５ 可動鉄心、６ 引外
しバネ、７ クロスバー、８ 窓、９ 可動接触子、１
０ 接触バネ、１１ 穴部、１２ 内壁、１３ 可動接
点、１４ 固定接点、１５ 固定接触子、１６ 端子
板、１７ 端子ネジ、１８ アークランナ、１９ アク
チュエータ、２０ 作動曲面、２１ 平面部、２２ 凹
部、２３金属グリッド、２４ カム、２５ 軸部、２６
ひねりバネ、２７ アークボックス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｈ 50/38 Ｈ０１Ｈ 50/38 73/18 73/18 Ａ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動接点と固定接点とが接触または開離
   することにより電路を開閉し、可動接点と固定接点とが
   開離する際に当該可動接点と固定接点との間に生じるア
   ークを消弧する消弧装置を有する電力開閉装置におい
   て、 前記可動接点が前記固定接点から遠ざかる動作に連動し
   て、前記可動接点と固定接点とが開離するときに生じる
   接点間空隙から前記消弧装置が遠ざかることを特徴とす
   る電力開閉装置。
2. 【請求項２】 可動接点と固定接点とが接触または開離
   することにより電路を開閉し、可動接点と固定接点とが
   開離する際に当該可動接点と固定接点との間に生じるア
   ークを消弧する消弧装置を有する電力開閉装置におい
   て、 前記可動接点が前記固定接点から遠ざかる動作に連動し
   て、前記可動接点と固定接点とが開離するときに生じる
   接点間空隙に前記消弧装置が近づき、その後前記接点間
   空隙から遠ざかることを特徴とする電力開閉装置。
3. 【請求項３】 前記接点間空隙に対して消弧装置が遠ざ
   かり又は近づく動作をカム機構により行うようにしたこ
   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。
4. 【請求項４】 可動接点側にカム機構の原動節を設ける
   と共に従動節に前記消弧装置を連結し、前記可動接点が
   前記固定接点から遠ざかる動作に連動して、前記接点間
   空隙に対して消弧装置が遠ざかり又は近づくようにした
   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。
5. 【請求項５】 前記消弧装置が、導電性の材料からなる
   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。
6. 【請求項６】 前記消弧装置が、導電性かつ磁性の材料
   からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つ
   に記載の電力開閉装置。
7. 【請求項７】 前記消弧装置を、導電性かつ磁性の材料
   からなる複数の金属グリッドとしたことを特徴とする請
   求項１〜６のいずれか一つに記載の電力開閉装置。
8. 【請求項８】 前記消弧装置が、複数の転流電極と当該
   転流電極間に接続したＰＴＣ素子からなることを特徴と
   する請求項１〜７のいずれか一つに記載の電力開閉装
   置。
9. 【請求項９】 前記消弧装置が、複数の転流電極と当該
   転流電極間に接続した抵素子からなることを特徴とする
   請求項１〜８のいずれか一つに記載の電力開閉装置。
10. 【請求項１０】 前記消弧装置が、複数の転流電極と当
    該転流電極間に接続した整流素子からなることを特徴と
    する請求項１〜９のいずれか一つに記載の電力開閉装
    置。
11. 【請求項１１】 前記消弧装置が、複数の転流電極と当
    該転流電極間に接続した抵抗素子および整流素子からな
    ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記
    載の電力開閉装置。