JPS6171520A - 真空開閉器具の接触子装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は軸方向磁界を発生するμ空開閉器具の接触子
装置に関する。

［従来の技術］ 同軸上に対向配置された接触子を備え、その接点台がそ
れぞれ円筒形の室の側壁を構成すると共に両接触子にお
いて同方向に軸線に対して傾いたスリットを備え、かつ
接点円板により覆われている構造の真空開閉器具の接触
子装置は知られている。このような接触子装置は同軸の
磁界を発生する。

真空開閉器具におけるアーク電圧の上昇とそれに由来す
る大きい電力近換とが、開離した接触子間の隙間におけ
る同軸の磁界により防止されることが知られている。こ
の目的のために遮断室を円筒形に囲むコイルを設けるこ
とができ、このコイルは接触子と電気的に直列に接続さ
れて電流に依存する軸方向磁界を発生し、この磁界が接
触子間の隙間を貫通する。接触子間隙における磁界の強
さを高めるためにコイルは多層に構成で−きる。しかし
ながらかかる真空開閉＝具の製作は比較的大きい出費を
必要とする。

それ故に相互に同軸上に配置されほぼ円筒形の二つの接
触子を有する接触子装置の１従来例において、接触子の
円筒面はら線として形成されており、このら線が両接触
子において同一の回転力向を有すると共に遮断すべき電
流が同方向に貫流する。接触子のねじり林に似た円筒面
の形により電流の周方向成分が得られ、この電流成分が
接触子間に軸方向磁界を発生し、その磁界強さが拡散し
たアークの形を生む、この磁界を接触子間隙の中に集中
するために、接触子はそれぞれ強磁性材料から成る同軸
の６部を有する。この鉄心により磁界は接触子間隙に集
中し、磁界は接触子軸線から半径方向に向かって弱まる
（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１１２００９号明
細書）。

接触子装置の別の従来例においては、はぼ皿状の平らな
つぼ形接触子が用いられ、その接点台は側壁として円筒
形の室を囲み、この室はそれぞれ接点円板により覆われ
ている。軸線に対し傾き両接触子において同一の回転方
向を有する接点台の斜めのスリットにより軸方向磁界が
得られる。接点円板と接触子底の間には支持体が設けら
れ、この支持体はほぼ半径方向に配置された強磁性材料
から成る板によりａ成することができる。従ってこの支
持体は同様に接触子の軸線近傍の範囲において磁界の集
中を生む（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２２７４
８２号明細書）。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、特別な形状にすることにより、開離した接
触子間に十分に均一な磁界が生じるように頭記の種類の
接触子装置を改良することを目的とする。

この発明は１軸線近傍の範囲における磁界集中を避けな
ければならないという知識に基づいている。

［問題点を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき、円筒形の室がほぼ円筒形
の外面を有する強磁性材料から成る成形体を内蔵し、こ
の成形体の外径が円筒形の室の内径より仔かに小さく、
かつ成形体が少なくとも接触子円板のそばの軸線近傍の
範囲に中空室を形成することにより達成される。かかる
構成により開離した接触子間において半径方向に接触子
縁のそばまで軸方向磁界の十分な均一さが得られる。

強磁性の成形体により半径方向に接触子の縁まで磁界を
強めることができ、従って接触子の直径にわたりほぼ均
一に分布する磁界が得られる。中空室を形成するために
成形体は接点円板側のその端面上の中央の部分に凹所を
設けることができ、この凹所ではその断面の切断縁が曲
線を成すか又は階段状に延びる。凹所は更に穴から成る
こともでき、この穴の中に場合によっては非磁性材料か
ら成る補助的な支持体を更に配置することができる。

接点円板の下の強磁性の成形体の外径を小さくすること
により、スリットを切った接点台の内壁との接触による
電気的分路をなくすことができる。？ｔ！、′ｉ、絶縁
性の好ましくは平らなリングにより、接点台の底の面上
に成形体を機械的に安定し且つ電気的に絶縁して支持で
きる。

更に中央に配置された支持体により接点円板を成形体の
凹側に結合することができる。それにより接点円板と接
点台に加わる力が受は止められる。リングとして形成さ
れた成形体を用いることもでき、この成形体は支持体を
囲むのが有利であると共に、場合によっては電気絶縁性
の中間層により接触子底から分路することもできる。

支持体の直径を強磁性の成形体の内径に比べて小さくす
ることにより、支持体と成形体の導電接触を狭い範囲に
制限できる。かかる４２１成により、成形体がコイルと
して働くスリットを切った接点台に対し電気分路を形成
するのを防止でさる。

うず電流を抑制するために成形体はｓｐ　Ｂ方向スリー
、トを備えることができる。接触子の底側の成形体の端
面に成形体は少なくとも一つのリング状の隆起部を備え
ることができ、この隆起部は接触子の底への接触面とし
ての役を果たす、それにより接点円板を介して成形体に
働く力が接触子の底に伝達され、同時に成形体を経由す
る分゛屯流が制限される。接点円板側の成形体の端部は
フランジ状の拡大部を備えることができ、この拡大部は
接点台の対応する凹所の中に突出する。それにより成形
体の機械的な保持が得られる。特別な実施例においては
、このフランジ状の拡大部は、接触子縁の範囲において
も磁界が著しく強められるほど接点台の中に突出するこ
とができる。

［実施例］ 次にこの発明に基づく接触子装置の五つの実施例を示す
図面と磁界の分布をグラフにより示す図面とによりこの
発明の詳細な説明する。

−じ施例１を示す第１図において、真空開閉器具の接触
子は主として中空円筒形の接点台２、接点円板４及び接
触子底６から成り、この接触子底６は円筒形のピンの形
の通？ｔｉ、林８に固定されている、接点台２は符号を
付けていない接触子の回転軸線に対し傾いたスリットを
備え、スリ７）の間に生じた部分がそれぞれ電流のため
のコイル要素を形成するようになっている。このスリッ
ト１０は接触子装置の図示されていないもう一つの接触
子と共に同一方向に傾斜しているので、接触子の内部及
び開離した接触子の間で軸方向の磁界が発生する。

接点台２は図において符号を付けていない中空円筒形の
室の側壁を形成し、この室の中に強磁性の成形体１２が
配置され、この成形体は接点円板４の側のその端部に凹
所により中空室１７を形成する。この成形体により軸方
向磁界は半径方向に引き伸ばされ、それにより磁界は接
触子の直径にわたってほぼ一様に分布する。凹所は例え
ば中空円錐として又は中空球欠として形成することがで
きる。

ｆｆ１２図に示す接触子装置の実施例２においては成形
体１３が設けられ、接点円板４側のその端部は中空室１
８を形成する凹所を備え、この中空室１８は軸線から半
径方向に向かって階段状に拡大している。成形体１３は
接点円板４側のその端部にフランジ状の拡大部２３を備
え、この拡大部は接点台２の符号を付けていない対応す
る凹所の中に突出して成形体の保持の役を果たす、成形
体１３の高さＨは接触子底６と接点台２とにより形成さ
れるつぼの深さＴより小さい、更に成形体１３の外径は
接点台２の内径より幾分小さく寸法を決められている。

従ってこの実施例においては成形体１３を通る電流の分
路は実原上生じない。

実施例３を示す第３図においては中空室１９を形成する
成形体１４が設けられ、この中空室１９の中に少なくと
も低導電性かつ非磁性の材料から成る支持体２６が配置
されている。この成形体１４は接触子底６例のその端部
にリング状の突起２４を備え、この突起２４は接触子底
６上の支持のために用いられると共に成形体１４の底６
に対する接触面を相応に減少する。それ故に成形体１４
を通る電流の分路もまた著しく減少している。

実施例４を示す第４図においてはほぼリング状の成形体
１５が設けられ、この成形体１５は補助の支持体２７を
囲むのが有利である。この支持体は非磁性材料例えばス
テンレス鋼から成り、また場合によっては電気絶縁性材
料例えばセラミックから成る。成形体１５を通る電流の
分路は円板形の電気絶縁性中間層２８により阻止される
。支持体２７の外径は成形体１５の内径より幾分小さい
ので、支持体２７と成形体１５の導電接触は接点円板４
の下の狭い範囲に制限される。成形体１５のフランジ状
の突起２３は、軸方向磁界が接触子の外縁の範囲におい
ても強められるように、接点台２の中に十分に突出して
いる。非磁性の支持体２７により生じる分流は全電流の
約５％に過ぎない。

実施例５を示す第５図において、真空開閉器具の接触子
は主として中空円筒形の接点台°２．接触円板４及び接
触子底６から成り、接触子底６は円筒形ビンの形の通電
棒８に固定されている。接点台２はスリットｌＯを備え
ている。

接点台２は円筒形の室の側壁を形成し、この室は中空室
２１を囲むと共に強磁性の成形体１６を内蔵し、この成
形体はほぼ皿形に形成されているけれども軸線近傍の範
囲に隆起部３４を備えている。この隆起部３４により軸
方向磁界に対し軸線近傍の範囲でせばめられた磁極片間
隔が生じ、それにより接点表面のより均一な電流負荷と
従って相応する接触子装置の大きい遮断８屋が得られる
。成形体１６の軸方向前後にそれぞれ支持体３６又は３
７がｆｆ、ｍされ、これら支持体は低導電性■つ夛１磁
性の材料例えばステンレス鋼から成る。

接触子底６に結合された好ましくは円筒形の支持体３６
は、軸方向の電流に対するその抵抗が軸方向磁界コイル
として作用する接点台２の抵抗Ｒｚｐに比へて大きいよ
うに、寸法を決定するのが合目的である。この目的のた
めに支持体３６の露出長さ１１は次の条件 １１　＞＞π／　４　・ｃｒ　・ｄ？ｅＲｓ＋＋ここで
σは支持体３６の導電率 ｄは支持体３６の直径 を満足するように寸法が決められる。導電率σ＝　１　
、４Ｓｍ／ｍ＋＊　２　のニッケルクロム鋼から成り直
径ｄ＝１３＋ｓ＋＊の支持体３６は、コイル抵抗ＲＳＤ
＝　２．３ルΩのときに１１　を０．４３−鳳より著し
く大きく選ばなければならない、外径が例えば２ｒｋ＝
１００ｍｍである接触子を有する第５図の実施例におい
ては、１３ｍ＋＋ａの長さＩＩ　はこの条件を満足する
。その際長さ１】　にわたる支持体３６の抵抗は７０ル
Ωであるので、支持体３６を流れる電流は全電流の３％
より少なく、従って全電流の９７％を超える部分が軸方
向の磁界の発生に利用できる。

第６図に示すグラフにおいては、１４　Ｔ／（Ａ−Ｗ）
の単位で表わした開離した接触子間隙に発生する軸方向
磁界のアンペアターン数Ｉ−Ｗｉりの磁束密１１　Ｂ　
ｚ　と半径ｒとの関係が記入されている。軸線近傍の隆
起部３４を有する成形体１６により実線の曲線で示され
た磁界分布が得られる。隆起部３４無しの成形体による
磁界分布は軸線近傍の範囲において破線により示されて
いる。従って成形体１６が軸線近傍の隆起部３４を有す
るときは。

開離した接触子の間で一様な磁界分布が得られる。

：ｉｒ、７図は第６図のグラフに対応する隆起部が有り
及び無しの成形体１６の二つの輪郭とそのグラフに対す
る関係を示している。

この発明に基づく成形体１２ないし１６を有する接触子
装置の各実施例においては、スリットｌＯの傾斜角を強
磁性の成形体無しの従来例に比へて小さく選ぶことがで
きる。それによりスリット１０の加工費が減少し、強磁
性の成形体１２ないし１６と絶縁リング２８との製作の
ための出費増は部分的に償われる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明に基づく接触子の五つの
実施例の縦断面図、第６図は第５図に示す接触子による
軸方向磁界分布をグラフで示した図、第７図は第６図の
グラフに対する成形体の位置関係を示した断面図である
。 ２・・・接点台、　　４・・・接触円板、　　６・・・
接触子底、　　　１０・・・スリー／　）　、　　　１
２ないし１６・・・成形体、　　１７ないし２０・争・
中空室、　　２３・・・フランジ、　　２４命・・突起
、　２６．２７，３６．３７・・・支持体、２８・・・
中間層、　　３４・・・隆起部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）同軸上に対向配置された接触子を備え、その接点台
   （２）がそれぞれ円筒形の室の側壁を構成すると共に両
   接触子において同方向に軸線に対して傾いたスリット（
   １０）を備え、かつ接点円板（４）により覆われている
   真空開閉器具の接触子装置において、円筒形の室がほぼ
   円筒形の外面を有する強磁性材料から成る成形体（１２
   ないし１６）を内蔵し、この成形体の外径が円筒形の室
   の内径より僅かに小さく、且つ成形体が少なくとも接触
   子円板（４）のそばの軸線近傍の範囲に中空室（１７な
   いし２０）を形成することを特徴とする真空開閉器具の
   接触子装置。 ２）中空室（１６）が成形体（１２）の凹所から成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３）成形体（１３）が接触円板（４）側のその端部にフ
   ランジ（２３）を備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の装置。 ４）成形体（１３）の高さ（Ｈ）が円筒形の室の深さ（
   Ｔ）より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の装置。 ５）成形体（１４）の接触子底（６）側の端面が突起（
   ２４）を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれか１項に記載の装置。 ６）中空室（１９、２０）の軸線近傍の範囲に支持体（
   ２６、２７）が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の装
   置。 ７）支持体（２６、２７）が少なくとも低導電性かつ非
   磁性の材料から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の装置。 ８）支持体（２７）の直径がその高さの大部分にわたっ
   て成形体（１５）の内径より小さいことを特徴とする特
   許請求の範囲第６項又は第７項記載の装置。 ９）中空円筒形の成形体（１５）が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のいず
   れか１項に記載の装置。 １０）成形体（１５）と接触子底（６）の間に電気絶縁
   性の中間層（２８）が設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記
   載の装置。 １１）成形体（１２ないし１５）が半径方向のスリット
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第１０項のいずれか１項に記載の装置。 １２）円筒形の室が強磁性材料から成る成形体（１６）
   を内蔵し、接点円板（４）側の成形体の表面が凹所を備
   え、この凹所が軸線近傍の範囲に隆起部（３４）を有す
   ると共に、低導電性且つ非磁性材料から成る二つの支持
   体（３６、３７）が、一つは成形体（１６）の前に他の
   一つは成形体（１６）の後に位置するように、軸方向に
   相前後して設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第１１項のいずれか１項に記載の装置
   。 １３）接触子底（６）と成形体（１６）の間に円筒形の
   支持体（３６）が配置されており、この成形体は次の条
   件 ｌ＿１≫π／４・σ・ｄ＾２・Ｒ＿ｓ＿ｐ ここでｌ＿１は支持体（３６）の露出長さ σは支持体（３６）の導電率 ｄは支持体（３６）の直径 Ｒ＿ｓ＿ｐは軸方向コイルとして作用する接点台（２）
   の電気抵抗 を満たすように寸法を決められていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１２項記載の装置。