JPS59154720A - 真空消弧室の接点装置 - 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】 本発明は犬屯力尚電圧の開閉器に係り、特に、アークシ
ューｉとも称される真空消弧室の接点装置に係る。

ここに開示する装置は、発電工学、冶金学における電気
炉の開閉装置、採鉱業における掘削機の大電力スイッチ
、及び誘導工事ルギアヤユムレータの開閉器に利用する
ことができる。

環状突起の形態の接触部材即ち接触形成部材と、この接
触部材の縁から半径方向に延びた周囲７ランジの形態の
消弧電極とを接点が備えているような真空スイッチの接
点装置が広く知られている（例えは、／’？Ａ３年に発
行されたＧＢ特許第１，０メど、ど乙２号分類ＨりＢ＃
照）。接触部材には一連のスロットが作られており、こ
れらのスロットは接触部材の・細に対して成る角度で半
径方向に延びている。消弧電極にも同様に該電極の軸に
対してらせん状に延びた一連のスロットが作られている
。この接点装置においてｉｄ　、回路を切った時に生じ
た′龍’Ｒ’ｙ　／−りが、上記スロットの傾斜により
、接点の消弧都及び接触部の両方に対して回転する。こ
れにより、特にスロットの而と接触形成面とで形成され
る角度が鋭角である嚇合には、接点の接触部分に甚しい
熱が発生する１、この甚しい熱によ！ｌｌ接点の接触部
材の腐食が噌太し、電気回路全切断する信頼性に影響全
入はすことになる。

更して、スロットの傾斜は接点の接触部材の機械的な強
度に著しく影響する。

電流特に短絡電流が流された時、及びオンー引フの開閉
サイクル金目動的Ｔｉｃ　ＦＡ返した時には、接点の温
度が高くなり、傾斜したスロット′ｌｉ５　ＩＣある接
触部材の部分が圧縮され、接触部材の高さの減少を招く
と共に互いＧて合流するスロットの壁の厚みの減少を招
き、この後者の場合Ｃてはス［コツトの効果が実際上完
全にだめになる。

閉位置と開位置との間で作動する相同的ＶＣＵｌ動な接
点を漏え、これらの間１′Ｃ７−りが発生されるような
真空スイッチの接点＆萱もムく知られている（例えｉｄ
′／′？乙７年発行の米国特許第３．１１Ｌ乙、、２．
、．５−７２号、分類２０θ−Ｚｌｌ≠参照）。

一方の接点は他方の接点に対向した円板型の部材即ち消
弧′ｉｔ極を備え、この消弧電極は回路を切った時にア
ークをとの゛６極に局所化するものである。

こり消弧電極には接触方向にカーブした複数個のスロッ
トが作られている。

一方の接点は、消弧電極の面に固定された接触ヰ？タン
の形態の接触部材を有しており、これは両級触点が１イ
１じた時に他方の接点に係合するように芒れる。この接
触部材は消弧電極の中心に配置され、その外周の半径は
消弧電極の外周の半径より小さい。消弧電極に設けられ
たスロットは、接触部材の外方に位置したそれらの各々
の外端から、接触部材の外周の半径方向内方に位置した
それらのｌぺ端に向って接触部材の下に延びており、接
触部材はこれらのスロットを短絡している。

消弧′、ａｉ、極のスロットが接触部材の下に延びてい
て接触部材によって分路されているために、接点の腐食
が激しくなり、従ってスイッチの回路切断容量や回路切
断作動の信頼性に影響を及ぼす。

更に、接触部材の周囲り部分には、接触部材と消弧電極
との間に、上記スロット又はその境界に揃えてスリット
が形成され、このスリットｉｉ接触部材から消弧電極へ
至るアークの通過を妨げ、従ってアーク（は／ｍ所Ｖこ
留丑ることになって接点の腐食が激しくなり、回路切断
作動の１Ｌ頼性及び回路切断容量に影響が及ぶ。

本発明の目的は、真空消弧室で行なわれる回路切断作動
の信頼性及び回路切断容量を高めると共に、このような
消弧室の接点装置の接点の１５食を少なくＪ−ることで
ある。

更に、本発明の目的は、構成部材の構造によって回路切
断容量を旨め、回路切１．ｔ１１作動の化頼１＝１−を
高め、そして更に接点の腐宗を少なくすることかできる
ような真空消弧室の級点装詮金提供すＺ）ことである。

この目的＋４１．２＋１ｉ’ｉｌの円板型のＪ妥点金尻
１え、その少なくとも一方の接点は接触部材を取り巻く
消弧電極を督し、接触部材は消弧電体の表面上に突出し
てお・す、接触部材の半径は前退Ｉ′、ｉつの半径より
小さく、消弧′社極は、その周囲領域で接点方、；ｊ＋
にｆｙ　−ｙ’していて接触部材り下に延びているスロ
ットをばしているような真空油動、室の接点装置Ｖこお
いて、上記接触部材は、この下［延びている上記消弧電
極のスロ、ノドの７部分の潟（（外端が揃えられたスロ
ノトヲ有し、上記消弧電極のスロット及びその境界に揃
えらｉｔだ上記接触部材の側面の各内実部の長さはスロ
ットの巾の／、５倍より小さいことに特徴どツー勺欣点
袈；べ倉提供すること（でよって達成さノ′しる。

上記接点に流れるｒＬ流の督屁全島めると共に、真空消
弧室の接点装置の接点の腐賞金更に少なくするためＶこ
は、上記接触部材のスロットと、上記接触部材の下に延
びている上記消弧電極のスロットの７部分とが互いｆｌ
ｃ成る角度で延び、上記消弧電極と」二記接触部材との
間にあるこれらスロットの領域に−ざヤノデが設けられ
、上記接触部材の側面の内実部が上記消弧電極に固定さ
れるのが好ましい。

更に、接点の局貢を最少にするためには、上記接触部材
リスロットの方向と、上記接触部材の■に延びる上記消
弧曳４返のスロットの７部分の方向とが実質的に同じで
あるのが好ましいう又、電気アークのいかなる点弧点に
おいても充分りで大きな′心気力学作用をイ！Ｊると共
に、アークが接点装置の中心に固定されるおそれを少な
くするために（は、接触部材の中心領域において他方の
接点に対向した接触部材の表面にへこみ部を設け、この
へこみ部は接触部材のスロットの内容とそれらの巾の半
分以上の距離だけ受は入れ、そして接触部材の中心領域
の下ｔ・て接触部材のスロットの内端をまたぐ空胴を設
けるのが好ましい。

本発明によれば、接点装置の接触形成部材茂び消弧電極
の腐食が少なくされ、アークが接点の表面に固定される
おそれが少なくされ、従って−Ｊ：（空消弧室の寿命が
長くなり、回路切断容量が高くなりそして作動の信頼性
が商くなる。

本蛇明の目的及び効果は糸付゛図面金参照した５ム空消
弧室の接点装置の実施例の以下の説明より明らかとなろ
う。

添付図面の第１図を説明すれば、真空消弧室１ｕｌちｆ
−クンニートの接点装置ｌは２閏の円板型接点１．２を
備えており、その一方は可動接点である。

接点ｌ及び２の各々には、各接触部材部ち接触形成部材
４を取り巻く消弧電極３が設けられている。

接触部材４は消弧電極３の表面５上に突出して他方の接
点に対向しており、接触部材４０半径は消弧電極３の半
径よりも小さい。接触部材４は各々の消弧電極３に溶接
又は半田付けされ、セして消弧電極は電流導体６に溶接
又は半田付けされる。

接触部材４はその各々の接触形成面７によって互いに係
合するようにされる。接触部材４にはスロット８が切ら
れでいる。スロット８（第２図）は接触部材４の半径に
対して成る角度で延びているが、接触部材４の半径方向
に延びてもよい。消弧電極３もスロット９を有している
。スロット９は折れ線の形態であり、その外方部は内方
部よりも消弧電極３の半径に対して大きな角度で延びて
いる。

各スロット９の部分１０は接触部材４の下に延びている
。各スロット８の外端１１と、谷スロット９の部分１０
の端１２とは互いに揃えられている。

或いは又、スロット９は直線状であってもよいし、曲線
状であってもよい。

どのような形態であれ、接触部材４の外方に位置した各
スロット９の部分の方向は、消ｌａ竜極３の半径に対し
て直角に延びる接（蛛方向成分金含んでいる。谷スロッ
ト９（は、接触部材４の外方に位置した部分においては
、凸状の境界１３と凹状の境界１４とを汀している。凹
状の、ｌＡ界１１ｊ、凸状の境界１３よりも接触部材４
に接近したところＶこある。

第１図及び第２図に示された受点装ｒｔの実施例におい
ては、境界１４がその全長にわたって接触部材４の側面
の隣接部１５に揃えら扛ていない。

第３スに示された接点装置の別の実施例においては、ス
ロット９の凹状境界１４が成る長さ区分１６にわたり各
接触部材４の側面のＶ−３夷部Ｊ５に揃えられている。

これら長さ区分１６の程度（１ニスロツト９の巾の／、
５倍より小さくなければなしない。

第／１双び第、：ｚ　、Ａ＆て示された接点装置の火施
例の方が好ましい。

第１図、第−図及び第３図に示された接点装置の実施例
においては、接触部材４のスロット８が消弧電極３のス
ロット９の部分１ｏに揃えられτいる。

第≠図及び第５図に示された接点装置の更に別の実施例
においては、接触部材４のスロット８と、消弧電極３の
スロット９の部分１０とが互いに成る角度で延びており
、これらスロット８及び９の付近には消弧電極３と接触
部材４との間にギャッｆ１７が設けられている。この実
施例では、接触部材４の側面の内実部１５が消弧電極３
　［Ｃ半田付は又は溶接される。ギャッ７″１７（第≠
図）は円筒形でもよいし、円錐台形でもよい。

第４図に示された接点装置の更に別の実施例では、各接
触部材即ち接触形成部材４の中央領域において他方の接
点に対向した面にへこみ部１８が切られている。スロッ
ト８の内屑１９はスロット８の巾の半分以上の距離だけ
このへこみ部１８へ延び込んでいる。

各接触部材４の中央部の′Ｆには、接触部材４のス０ッ
ト８の内端１９を捷たぐ空胴２ｏがある。

接点装置の接点１及び２の一方又は両方は第１図、第２
図、第３図、第≠図、第ｊ図又は第４図に示された構造
を有している。内接点がこのような構造を有している場
合をでは、２つの接点１及び２の消弧１極３のスロット
９が、こ極３の各面から互いに逆方向Ｉ’Ｃ延びて互い
に対１回する。

ここに開示する頂点表置は次のよう（Ｃ作動する。

回路を切るためには、接点１及び２（第１図）が互いに
離されるが、最後の金属−金属接触面が互いに４Ｆされ
る・直載において接触部材即ち接触形成部材４の表面間
に電気−アークが発生する。こθ〕アークにおいては、
一般に、電ηを暫度の分布が接点装置のｓＶｃ対して非
対称である（電流密度分布が対称的々ものとなる可能性
は非常にわずかである）。それ故、接触部材４及びアー
ク全通る電流路はアークの端においてアークとでもって
ループ？形成する。従ってアークＵ電気力学作用を受け
、接点＝Ｊ％　ｔの周囲に回って押しやられる。接触部
材４　　に　スＣコ　　ノ　　１・８　　　栖ｔ　ｄ速
　け　／と　こ　と　しで　よ　　リ　、　　　ス　　
ｔコ　　ノ　　ト　　８は接触部材４の本体全体にわた
る電流の分散に対抗するので、これらの接触部材４に流
ｎる電流の密度が１妬くなる。この／ζめ、アークｆ：
接点装はの周囲に同って何１しやる′、工気気力学作用
増大される。

従って、表面７９′ｃ沿ったアークの移動速度が速くな
り、アークがこれらの面に留まる時間が雉くなる。これ
により接触部材４の腐賞が少なくなり、接点装置の寿６
ｄが長くなる。アークは、接点装置の周囲に回って姑か
される間に、消弧Ｉ電極３の表面５ｒ通る。消弧′成・
匝３ｖｃ」妾点方同にカーブ了るスロット９　’ｅ：　
ｉＧけたことにより、表面５に沿ってアーク？回伝きせ
る作用が生じる。アークぼこのように回転される間に消
弧電極３のスロット９に次々に交差し、やがてアークは
その電流の値がゼ１シこ達すると完全に消弧される。接
触部材４のスロット８の端】１と、消弧電極３のスロッ
ト９の部分１０の端１２とが揃えられていることによジ
１アークが接触部材４から消弧電極３へと通る時に、ア
ークに対する電気力学作用が弱まることはなく、従って
接触部材４と消弧電極３とのｊ用の境界領域においてア
ークが停螢することはなく、これＶこよりこ扛ら部品の
局部的な過熱が防止てれると共しこ回路切断作動の信頼
性が高められる。

接触部材４の側面の内実部１５の区分１６（第３図）の
長さ？スミノド９の巾の４夕倍未満の値ＶＣ制限すれば
、−アークが接触部材４０側面Ｖこ留まるおそれが最少
となり、これＯでより回路切１υを作動の信頼性が更に
賜まる。消弧′屯物３ζ／）スロット９の凹状境界１４
が接触部材４の側面りＶ３実部１５ｖｃ係甘しない時に
最良の結果が得られる。

消弧・成極３り表面５に沿ってノ゛−りが回転する時Ｖ
′ｃは、次面５から′社流畳体６　ｉｔこ同かう−ｄ流
のれ路がこれらの間の臘短厳路をとる。従って％　’ｉ
ｉｊ流の大部分は接触部材４をパイ・ゼスして消弧−極
３しこ流れる。疑団部材４の付近でイ′角１３’ｌム眠
憾３の区分ＶＣ沿ってアークを移動させるｉＣＣ骨分′
−電気力学作用確保し、ひいては、消弧電極３のＩ副食
を減らすと共に接点装置の回路切断存置ヲ高めるために
、第７図、第−図及び第３図に示された本兄明りこよる
接点３Ａ置の第１及び第２番目の実施例しこおいては、
スロット８が接触部材４０下Ｖこ延びるスロット９の部
分１０に→イリえられ、これにより、ｊ妾触部１’　４
　ＶＣよってスロット９の部分１０が短絡されることが
防止される。

前記の第３番目の実施例によれば、接、触部材４と消弧
電極３との間でスロット８の領域及びスロット９の部分
１０の鴨域にギヤツノ１７（第４図）全役Ｖブたことに
よｐ１接触部材４の電流密度が更に増加され、ひいては
後触部材４の腐食の程度が更に低下される。

こり場合は、消弧電極３のスロット９の各部分１０がス
ロット８に対して成る角度で延びている時でも、接触部
材４が上記部分１０を短絡することはない。消弧′電極
３と各接触部材４との境界にアークが保持されるのを防
止するため、接触部材の内実部１５は消弧電極３に半田
付は又は溶Ｊ汐される。

本釦明の第≠番目の実施例において各々の接触部材４の
中央にへこみ部１８（第４図）が設けられたことと、ス
ロット８かそれらの巾の半分以上の距離だけこのへこみ
部１８に延びていることとによって、接点１及び２が互
いに離された時に接触部材４間の最後の金属−金属橋絡
部が遮断された後にアークが発生するであろういかなる
点においても、充分に大きな電気力学作用が生じるよう
に確保される。これにより、接触部材４の腐食が更に少
なくなり、接点装置の回路切断容量が増し、そして回路
切断作動の信頼性が高くなる。接触部材４の中央部のド
に空胴１９を設けたことにより、接触形成面７と４体６
との間の回路の抵抗値が接触部材４の中央部のへこみ部
１８と導体６との間の回路の抵抗値より小さくなるので
、アークが上記中央部に保持即ち固定されるおそれが少
なくなる。更に、これにより、接点装置で行なわれる回
路切断作動の信頼性も高くなる。

ここに開示する接点装置を真空消弧室即ちアーク／ニー
トに組み込むことにより、回路切断の比容量（即ち単位
体積及び質量当たりの容量）を約−２０ａｌＩ高めるこ
とができ、λ空消弧累の寿命全／３−倍延は一ノ′こと
ができ、回路切断ｆ１・猫の信頼性？何倍も増力口する
ことができる。これにより、真空消弧室のコストが安く
なるためにと陽性をイすることかでき、真空消弧室の寸
法が小さくなるためＶｃ該室の作ｉ３１ノコストを節減
することができ、そのヲ拝命？延ばすことができ、更に
、回路切断作動の・１ａ幀ａｋ商めることがで５る。

【図面の簡単な説明】

第７図は本発明してよる接点装置丘の長手方向断面図、 第２図は本発明による接点装置の接点をその接触形成面
の側から一ノーだ図、 第３区は本発明ンこよる接点装置の接点の変形態様をそ
の接触形成面の側からみた図、 第７図は′４−兄明による接点装置の第３の実施例の長
手力回昭面図、 第５図は本発明による接点装置の接点の更に別の変形態
様をでの接触形成面の側からみた図、そして 第４図は本発明による接点装置の更に別の実施例の長手
方向断面図である。 １・・・円板型の接点、 ２・・・他方の円孜型頃点、 ３・・・消弧電極、 ４・・・接触部材、 ５・・・他方の接点に回いた消弧電極の而、６・・・導
　体、 ７・・・接触形成面、 ８・・・接触部材のスロット、 ９・・・消弧電極のスロット、 １０・・・接触部材の下に延びる消弧電極のスロットの
７部分、 １１・・・接触部材のスロットの外端、１２・・・接触
部材の下に延びる消弧電極ｔｙ）ス・１ノドの７部分の
端、 １３・・・ｒ？　弧！極のスロットの凸状境界、１４・
・・消弧電極のスロットの凹状境界、１５・・・＋、、
！ｌｌ！部材の側面の内実部、１６・・・接触部材の側
面の内実部が消弧電極のスロット及びその境界と揃えら
れたところの長さ区分、 １７・・・消弧電愼と接触部材との間で接触部材のスロ
ット及び消弧電極のスロットの内方部の配置領域に設け
られたギヤツノ、 Ｊ８・・・接触部材の中央で他方の接点に対向した面に
設けられたへこみ部、 １９・・・接触部材のスロットの内方端、２０・・・接
触部材の中央部の下に設けられ′ｆｉｃ空胴。 第１頁の続き ■発　明　者　ミハイル・ダニロヴイツチ・シペレフ ソヴイエト連邦モスコウ・ウリ ツサ・士ロストヴイク１０コルプ ス３ケーヴイ４７０ ＠発　明　者　アナトリー・セラフィモヴイッチ・アク
ロフ ソヴイエト連邦モスコウ・ウリ ツサ・スタレヴアロフ２６コルプ ス２ケーヴイ１４４ ■発　明　者　セルゲイ・グリゴリエヴイッチ・ヴオル
コフ ソヴイエト連邦モスコウ・タン コヴア・プロエズド４コルプス ９ケーヴイ２３ ８３−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　、！個の円板型接点（１，２）を備え、少な
   くとも一方の接点は接触部材（４）ヲ取り巻く消弧電極
   （３）を有し、上記接触部材（４）は上記消弧電極（３
   ）の表面上に突出しており、上記接触部材（４）の半径
   は上記消弧電極（３）の半径より小さく、上記消弧電極
   （３）は、その周囲領域で接線方向にｉｙ−グして上記
   接触部材（４）の下に延びているスロット（９）倉荷し
   ているような真空消弧室の接点装置に２いて、上記接触
   部材（４）は、上記接触部材（４）のｖ　ｖｃ　ｔ＝び
   る上記消弧−極（３）の上記スロット（９）の７部分（
   ６）の届（ロ）に外端αルが整列されたスロット（８）
   會有し、上記消弧−極（３）のスロット（９）及び該ス
   ロットの境界に整列された上記接触部材（４）の側面の
   各円央部分四の長さは上記スロット（９）の巾の／、！
   倍より小さいことを特徴とする接点装置。
2. （２）　　上ｊ己璋触部材（４）の上記スロット（８）
   と、上記接触部材（４）の下に７・ニびている上記消弧
   ζ極（３）のスロット（９）の部分０Ｑとが成る角度で
   延び、これらスロノ）（８，９）の領域には上記消弧電
   極（３）と接触部材（４）との間にギャソｆ（１７）が
   設けられており、上記接触部材（４）の佃ｊ面の内実部
   （１うは上記消弧電極（３）に固定される特許請求の範
   囲第（１）項に記載の接点装置。
3. （３）　　上記接触部材（４）のスロット（８）の方向
   と、上記接触部材（４）の下に延びる上記消弧電極（３
   ）のスロット（９）の部分ＯＯの方向とが実質的に同じ
   である特許請求の範囲第（１）項に記載の接点装置。
4. （４）　　上記接触部材（４）の中央領域には、他方の
   接点に面した上記接触部材の面に、へこみ部１．ＩＳが
   設けられており、このへこみ部α→は上記接触部材（４
   ）のスロット（８）の内端Ｕｋそれらの巾の半分以上の
   距４（だけ受は人・れ、上記接触部材（４）の中央領域
   の下には上記依触部材（４）のスロット（８）の内端α
   ■またぐ空胴（７）が設けられている特許ｍ１３（の範
   囲第（１）項又は第（３）項に記載の汝点装ｈ　０