JPS5812228A - 開閉装置の消弧室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は交流及び直流電磁接触器などの開閉装置に用
いられる消弧室の改良ＶＣ関するもので、その目的とす
るところは、耐アーク特性、−気絶縁性の良好な消弧室
を提供するにある。

１８１図〜第８図はこの発明が適用される消弧室の一例
を示すもので、図において（１）杜絶縁部材（２）（３
）を重ね合わせて構成される消弧室、（４Ｘ５）は上記
絶縁部材（２）（：（）に夫々形成される複数個のアー
クバリヤ、（６）（７）は同じく上記消弧室部材（２）
（３）に夫々形成される円筒部、（８）（９）はアーク
の逸出を防止する側壁、Ｑｌ）ＧＯは上記消弧室部材（
２）（３）を例えばねじで固定する固定用止め穴である
。又、（ロ）は磁極板。

（ＬＩはプロウアウトコイル、α４はプロウアウト鉄心
、（２）は端子、ＯＱは絶縁台、（ロ）は固定振点であ
る。

なお上記消弧室（１）は消弧室（１）を構成する絶縁部
材（２）（３）に基材として雲母粉末、充填材として酸
化マグネシウム粉末、結合材としてホウ酸、無水ホウ酸
と酸化亜鉛の混合粉末を原料として使用し、これらの混
合物を加熱加圧の条件下で成形を行い、後に熱処理した
無機質複合絶縁物を使用するもので、耐アーク特性、電
気絶縁性・機゛械的強度・耐熱性・耐電、圧・機械加工
性などに優れたものである。

１記絶縁部材（２）（３）に用いる原料の組成比率は、
基材１０〜５０％（重量％、以下同じ）、好ましくは２
０〜４０％、充填材５〜５０％、好ましくは１０〜４０
％、結合材８０〜６０％、好ましくは８５〜６５％の範
囲が望ましい。

前記原料の組成範囲において、基材である雲母粉末は電
気絶縁性、耐電圧的に良好なもので、かつ剥片状物質と
して加圧成形下で、他の原料を間に介して積層状に形成
し、補強材のバッキング材の役目をするとともに、ホウ
酸系結合材と反応効果が良く、結着性・耐水性を良好に
するが、１０％以下では機械的強度および電気絶縁性が
劣り、５０％以上では他の充填材、添加材の比率が少な
くなるため耐アーク特性が劣るものとなる。

又、充填材である酸化マグネゾワム粉末は、高融点物質
として高温時の抵抗の扁い耐電弧性の硬れたものである
が、５％以下では耐アーク特性的に効果が少なく、５０
％以上では基材の配合比率が少なくなり機械的強度、耐
電圧が劣るとともに、材質が固くなり機械加工性が悪く
なる。

更に又、結合材に関してホウ酸、無水ホウ酸と酸化亜鉛
の混合粉末において加圧条件下で加熱すると、ホウ酸の
熱分解によシ発生した水分を無水ホウ酸が化学的に取シ
込み、かつ無水ホウ酸自体も変成して酸化亜鉛と反応を
生じ結着性に冨み、かつ安定したホウ素化合物に変化し
、基材充填材などを完全に結着するとともに、耐水・耐
湿性を良好にするものであるが、結合材の使用範囲が３
０％以下の場合では、成形時の流動性が悪く改心不良で
、その他の原料を強固に結漕させることができず耐水性
が劣り、６０％以上の場合は、成形時の流動性か良°ｔ
ぎて作業性が困ｔｅｓｖｃなると共に、基材・充填材の
「配合比率か少なくなり、機械的強度、耐アーク特性に
劣るものとなる。

なお、結合材組成比率としては、ホウ酸２０〜７０％、
好ましくは３０〜６０％、無水ホウ酸５〜２５％、好マ
シくは１０〜２０％、酸化亜鉛８０〜５５％、好ましく
は３５〜５０％のｍ囲がＦｌましく、ホウ酸黛が前記範
囲外２０％以下になると結着力が乏［バ、７０％以上１
ｃなるともろく、ｌｌｆ湿性が悪くなる。

以下この発明の冥施例について詳細に説明する。

〔実施例１〕 基材として天然金雲母の粒度４８〜１２０メツシユの粉
末を１０％、充填材として１００〜２００メツシユの粉
末２５％、結合材として粒度ｌＯＯ〜８００メツシュの
粒状ホウｇ１４５％、無水ホウ酸１１％、微粉の酸化亜
鉛４４％の混合粉末４５％の割合で調合し、ライカイ機
で混合した混合物を原料粉末として６８０ｇ用意する。

この原材粉末を一対の金型に充填し温度１７０℃、児圧
力８００に？ｆｄの加熱加圧条件下で２０分［Ｉ゛１１
保持後、熱温を断、ち、直ちに金型の冷却を行い、５０
℃以下に下降した時点で加圧を解き、成形品を取り出し
た後、２００℃で５時間熱処理して絶縁体を得た。

この発明の上記実施例により作成した絶縁体で構成し九
消吸窒を交流電磁接解器に取り付け、電圧２２０　Ｖ−
，１６００Ｖの１７や断容量で試験を行った結果１．シ
ゃ断性能が良好で、再点弧扛もちろん漏電現象は見られ
ず、接弧面の状態も接弧の中心部に無光沢の微粒をわず
かに生成した程度で損傷Ｆｉ極めて軽微であった。また
アークのエネルギーによる破損、ふくれ、扛がれおよび
変形などの問題もなかった。

〔実施例２〕 上記実施例１と同様の原料を使用し、基材ｌＯ％、充填
材５０％、結合材４０％の組成比率のもの７２０ｇにお
いて、上記実施例１と全く同じ成形法により絶縁体を作
成、消弧室を構成し、しゃ断試験を行つたところ、しゃ
断性能は極めて良好で漏電現象もなく、接弧面損傷もほ
とんどなかった。またアークによる破損なども皆無であ
った。

〔実施例８〕 上記実施例１と同様の原料を使用し、基材５０％、充填
材５％、結合材４５％の組成比率のもの６５０ｇにおい
て、上記実施例１と全く同じ成形法により絶縁体を作成
、消弧室を゛構成し、シー′や断試験を行ったところ、
しゃ断性能は良好で再点弧、漏電現象は見られず、接弧
面も上記実施例１のものより生成物が少し光沢のあるも
ので多少大゛きくなった程度で関門けなかった。また破
損や変形などもなかった。

〔実施例４〕 上記実施例１と同様の原料配合において、結合材組成の
比率門ホウ酸５５％、無水ホウ酸１２％、酸化亜鉛８８
部に置き代え、上記実施例１と同様の成形法により消弧
室を作成し、しゃ断試験を行りたところ、上記実施例１
と近似の結□　　果を得た。

以上のように上記実施例による消弧室が優れた耐アーク
特性を保持する理由として、消弧室を構成する絶縁体の
組成原料である充填材、すなわち酸化マグネシウムが雲
母粉末とホウ酸系結合材とによる共融、ガラス化を妨げ
、結晶質に変化させるので、高温時の抵抗を極めて大き
いものにし、アークインピーダンスを高めアーク電圧を
上げることによシアークを消滅する効果があるためであ
る。

しかるに接弧面にガラス質が析出した場合は、しゃ断時
における電極などの金属溶融物の微粒子が飛散して、消
弧室液弧面に付着し易くなシ、接弧面の抵抗を低下させ
たり、または金属の酸化物を溶解し゛Ｃ１一層ガラス質
の粘度を低下させ絶縁抵抗をも低下させるが、接弧面が
結晶質の場合は飛散金属粒子の付着が少ない丸め溶融す
ることもなく、抵抗が低下せず再点弧や短絡などの心配
がない。

しかして消弧室（１）を構成する絶縁部材（２）（３）
としてアスベスト系材料の使用されている従来のものは
成形が容易であり機械的強度もある程度大き、く、かつ
価格が安いため広く使用されており、耐アーク特性につ
いてもアスベスト自体が結晶水を保有していて、小＃量
しゃ断の場合などは優弧時に多量の発生ガス（多くは水
分）をともなうため、消弧特性が優れ、しゃ断性能が極
めて良好でしゃ断時間も短く、損耗も少ない埋悲的な材
料ではある。

しかしその反面、苛酷度の高いしゃ断の場合または多頻
度しゃ断による接弧回数の多い場合にお、いては発生ガ
で量が有限なため、初期段階より次第に減少し、これに
と本ない、しゃ断性能が低下し、しゃ断時間が長くなろ
とともに損耗蓋が急激に増加する。この状１ｌＩＫ達す
ると接弧面がガラス状物質に変化する。このガラス状物
質は組成的に軟化温度が極めて低いため、高温時の抵抗
が低下し再点弧現象の原因となり、遂には短絡するとい
う傾向がある。

マタアスベスト自体に吸湿性があり、アスベスト系材料
の吸水率が１０〜１５％近くあるため、大きなアークに
接した場合など、材料中の吸水湿の水分が急激に蒸発す
る時、異常内圧による表面剥離現象が生ずることがある
とともに吸湿によるそりや髪形なども生じやすい。また
絶縁抵抗が低く、電気絶縁性が悪いため誤って消弧室に
触れると感電する事があり、漏電対審処置（固定接点（
７）との接触面に耐°ｒ−り性の高い材料を接着させた
り、シリコンを全面吹付塗装させる）ｆ施す必要があり
高価なものになっている。

さらにアスベストは、特定化字物貿に指定された有害物
質であり、衛生・公害面に大きな問題があり、規制の傾
向にあることから、アスベストそのものの入手性が悪く
、従って材料も高価になってきているなど致命的な欠陥
がある。

これに対し、この発明の実施例による消弧室（１）は消
弧室（１）を構成する絶縁部材（り（３）の組成原料で
ある基材、すなわち雲母粉末がアスベストのように吸湿
性がなく、吸水率もアスベスト系材料に比べ２〜４％と
小さいため電気絶縁性の低下による漏電現象もなく、そ
りや髪形の心配もない。しかも雲母粉末は剥片状物質で
積層を形成するため耐電圧が高く、機械的な強度も大き
い。

なお上記この発明の実施例では絶縁体の基材として天然
金雲母を用いたが天然白雲母、あるいは合成雲母の粉末
を用いても消弧室としての効果は充分に得られるもので
ある。

又、充填材としては電融酸化マグネシウムを用いたが焼
結および　焼酸化マグネシウムでも充分効果は現れる。

しかし加熱加圧成形下における結合材との反応および生
成品密度の関係などで電融酸化マグネシウムが最適であ
る。

又、結合材においても安定剤として酸化亜鉛を用いたが
代わりに酸化カルシウムを用いても同様の効果は得られ
るが、酸化カルシウムはアルカリ性が強いため製造面で
の作業性に手数を要するため酸化亜鉛の方が望ましい。

次表に上記実施例による絶縁体の無機質複合絶縁物と従
来のアスベスト系材料との特性比較を示す。

表 以上の如く、この発明にかかる消弧室は前記のように複
数個のアークバリヤと側壁を備えた絶縁部材を重ね合わ
せるように構成し、前記絶縁部材の基材として雲母粉末
、充填材として酸化マグネシウム粉末、結合材としてホ
ウ酸、無水ホウ酸と酸化亜鉛の混合粉末をそれぞれ原料
とし、加熱加圧成形した無機質、複合絶縁物を使用した
もので衛生公害で問題のあるアスベストを使用せず、低
温（１７０Ｎ１８０℃）での成形が可能であるという特
徴を有し、耐アーク特性、［５に絶縁性、機械的強度、
耐電圧、耐熱性、機械加工性などの緒特性に優れたもの
でちる。

更に、前記無機質複合絶縁物の絶縁体ｆ使用することに
より破損、はがれ及び吸湿Ｖζよるそりや変形がなく、
ｌＩａ電対策処置が不安でしかも安価な消弧室を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面社この発明の一夾旅例を説明するもので、第１図は
消弧装置１．第２図及び第８図は夫々消弧装置を構成す
る絶縁部材を示し、第２回し）、第８図■は夫々左側面
図、第２図（ロ）、第８図中）は夫々正面図、第２図（
０）、１３８図（Ｑ）は夫々右側面図である。 図中（１）１１消弧室、（４）（６）はアークバリヤ、
（８）（１１）は側壁である゛。 なお図中同一符号は同一部分を示す。 代理人　　葛　野　信　− 第１図 第２図＜Ｊ〕　　第２図（ｂ） 第２図（Ｃ） 第３図（ａ）　　　　第３図（１）） 第３図（Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個のアークバリヤとｍ＋ｍ’を有する絶縁部材を備
   えた開閉装置の消、吸窒において、前記絶縁部材は、基
   材として雲母粉末１０〜５０重敏％、充填材として酸化
   マグネシウムの粉末５〜５０重量％、結合材としてホウ
   酸１、無水ホウ酸と酸化亜鉛の混合粉末８０〜６０重１
   ％の混合物を原料として、加熱加圧条件下で成形し、熱
   処理した無機質複合絶縁物を用いたものであることを特
   徴とする開閉装置の消弧室。