JPS62241212A

JPS62241212A - 封止接点装置

Info

Publication number: JPS62241212A
Application number: JP8475386A
Authority: JP
Inventors: 戸口　武彦; 究柴田; 守立野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-04-12
Filing date: 1986-04-12
Publication date: 1987-10-21
Also published as: JPH0528457B2

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】技術分野本発明は、電磁開閉器またはリレーなどのノ（ツー負荷
用開閉機器に好適に用いられる接点装置に関する。

背景技術一般的に開閉機器は、遮［される電流値に関して１Ａ以
下の微弱電流用開閉機器、１〜５八程への抵抗負荷制御
用開閉機器、５〜３０Ａ程度のパワー負荷用開閉機器、
および３０Ａ以上の中太容量負荷用または特定負荷用開
閉機器などに分類される。これらのなかで一般にはパワ
ー負荷用開閉機器が多く用いられているが、この場合の
遮断電流領域にＩ；ける遮断動作は、直流電流の遮断に
Ｉｉいて接点の消耗や溶着を容易に発生していた。

すなわち従来、外気中で用いられている電磁開閉器では
、発生するアークの電圧を十分に高くで軽ず、アークの
消弧に要する時間がむやみと艮くなってしまい、用いら
れる接点がむやみと消耗していた。したがってこのよう
な接点の形状を比較的大きくしなければならず、したが
ってこのような接点を含む接点装置の構成も大形化して
しまうという問題点があった。

目　　　　的本発明の目的は、上述の問題点を解決し、アークの消弧
に要する時間を短縮できるとともに、構成が格段に小形
化された接点装置を提供することである。

実施例第３図は本発明の一実施例の刺止接点装置（以下接点装
置と称する）１の断面図であり、第２図は第１図の切断
面線■−■から見た断面図である。

第１図および第２図を参照して、接点装置１の構成につ
いて説明する。接点装置１は、たとえばセラミクス材料
やアルミナなどから形成される胴部２と、胴部２の軸線
方向両端部を被覆して固定され、たとえば無酸銅や４−
２７０イなどの材料から形成される天井板３と底板４と
を含む。これらの胴部２、天井板３および底板４がノ＼
ウノング５を構成する。

１肪記底板４に（よ嵌着孔７が形成され、無酸銅などか
ら成りたとえば棒状に形成された支持部材６が嵌入され
、かしめられて固定される。また底板４には排気孔８が
形成され、たとえば窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを
排気孔８を介して排出する排気管９が連結される。この
排気管っけ固定電極として構成される。また、底板４に
はたとえばセラミクスなどの電気絶縁性材料から成る絶
縁部材９が底板４を被覆しで設けられ、この絶縁部月９
には前記支持部材６が挿通する挿通孔１０ａが形成され
る。すなわち４＃気管９、排気孔８および挿通孔１０ａ
は相互に連通される。

またこの天井板３には、たとえば無酸銅から成り、可動
電極としで構成される支持部材１１が挿通する挿通口３
ａが形成されており、この天井板３の内方表面には、や
はりセラミクス材料から成り、支持部材１１が挿通する
挿通口１２ａが形成された絶縁部材１２が固定される。

また天井板３の外方表面であって前記挿通口３ａの周縁
部には、支持部材１１が挿通する挿通孔１４が形成され
たたとえば筒状の案内部材１５が配置される。この案内
部材１５内１こは、内部に支持部材１５が挿通し、一端
部が案内部材１５に気密に結合され、他端部が第１図に
示すように支持部材１１に気密に結合され、たとえば２
０μｍの厚みの金属薄膜などから形成される蛇腹部材　
（ベロー７ラム）１６が配置される。このようにしてハ
ウジング５内の空間１７は、４１１１．′：Ａ管９を気
密とした後には、外部とは気密に封止される。

また前記支持部材１１のハウジング５の内部側端部は拡
開し、断面が逆Ｖ字状の固定部１８が形成され、大略的
に円板状であってたとえばタングステンＷなどの材料か
ら形成される可動接点２１が固定される。一方、支持部
材６のハウン゛ング５内力側端部にも、断面がＶ字状に
拡開した固定部２２が形成され、可動接点２１と同様の
材料および対称な形状を有する固定接点２５が固定され
る。

これらの可動接点２１および固定接点２５は両者を接触
させたとト、相互に対向する面の第１図に示す左右方向
中央部において、線接触するように構成される。このよ
うなハウジング５の厚み方向（第２図の左右方向）両端
部に、永久磁石片２６゜２７が配置され、これらを外囲
してヨーク２８が配置される。

ここで前記蛇腹部材１Ｇは、固定接点２１および可動接
点２５が離間した状態であっても、支持部祠１１をハウ
ジング５の内部方向に付勢するように構成される。した
がって可動接点２１を固定−４＝接点２５と離間させようとすると外、図示しなり１構成
によって支持部材１１を）Ｓウジング５の外方側に変位
させる。可動接点２１を固定接点２５に接触させる場合
には、前記支持部材１１をノ）ウジング５の外方側に駆
動していた力を除去すればよ（１。

前記ハウジング５内の空間１７には、窒素ガスＮ２およ
び水素ガスＨ２の混合ガスが封入され、その混合比率は
窒素がス９７％〜２０％、水素ガス３％〜８０％の間の
混合比率が適切に選ばれる。

すなわち、第１図示の接点装置１において、可動接点２
１および固定接点２５間を離反する際にアークが発生す
る。このようなアークをたとえば冷却するなどして短時
間で消滅させるいわゆる消弧能力を高めるには、接点開
離動作を高速にし、かっ可動接点２１および固定接点２
５の表面におけるアークの移行を急速に進行させる必要
がある。

ハウジング５内の空間１７内にガスを封入した場合、封
入されたガスを熱伝導率が大トな種類にするに従い、前
記アーク移行時間が小さくなることが知られており、ま
た現存するガスの中で熱伝導率が最も大きいものは水素
がスであることが知られている。したがって水素ガス中
でアークを発生させると、アークに対する前記冷却力は
、外わめて強いものとなる。

一方、水素がスは絶縁耐電圧が低いため、水素ガス中で
アークを発生させると、自らの発生したアーク電圧によ
ってアークショートするいわゆる弧絡現象が発生する。

これを防止するため、前述したように、前記空間１７内
に水素ガスと窒素ガスとを混合したガスを封入する。

第３図は第１図示の接点装置１において、可動接点２１
および固定接点２５を離間した際のアーク電圧の変化を
示すグラフである。本件発明者が行なった第１例の実験
結果が第３図示のグラフであり実験条件は、各接点２１
．．２．５の離間時における電位差が１７　（ｌ　Ｖ、
電流は４．５Ａ　であって、封入される〃ろは窒素ガス
１００％、１気圧である。

以下、第１図〜第３図を参照して、本実施例の接点装置
１の動作について説明する。可動接点２１および固定接
点２５が、第１図示のように相互に接触している状態で
は、可動接点２１および固定接点２５は相互に導通して
おり、相互の電位差は第３図の時刻（１で示す開極時以
前のように０＼ｌである。

第３図時刻１１　　において、支持部材１１を矢符Ａ１
方向に変位させ、可動接点２１を固定接点２５から離間
させると相互間の距離は大きくなり、また発生したアー
クは前記永久磁石片２６．２７による磁界によって、可
動接点２１および固定接点２５の相互に対向する表面上
を移行し、かつ前記混合がスによって冷却される。時間
ｔ２　　で接点２、１　、２．５間の電圧は５０　Ｖと
なり、時刻Ｌ３において遮断される。このとき可動接点
２１および固定接点２５は絶縁された状態にあり、この
絶縁電圧は前述したように１７５■である。このとき時
刻１１〜ｔ３の遮断期間Ｗ１は、実験的にたとえば　□
１．７　ｍ５ｅｃ程度であることが、本件発明者によっ
て検証されている。すなわち第１図を参照して説明した
ような構成お」：び封入混合ガスの種類、およびその混
合比率を上述したように選択することによって、格段に
短時間で直流電圧回路の遮断を行なうことができる。

このとぎ発生するアークによ−〕で、接点２１゜２５を
形成する分子が飛散するなどして、ハウジング５内に導
電性物質の層が堆積する場合があるが、この導電性物質
層による接点２１．２５と永久磁石片２６．２７や排気
管９などとの前記弧絡現象の発生が、前記絶縁部材１０
．１２によって防がれる。

第４図は第３図示の実験例と同様の実験を条件を変えて
行なった結果を示すグラフである。第４図示の実験の条
件は、印加電圧９０　Ｖ、電流２０ＡＳｉ！を入ガスは
窒素ガス１００％、１気圧である。

本実験例において、時刻Ｌ４　　で可動接点２１を固定
接点２５から離間し、時刻ｔ５　　において電位差が５
０Ｖとなり、時刻Ｌ６　　において完全に遮断される。

この時刻し４〜ｔ６の遮断期間Ｗ２は実験的にたとえば
１　、７１１１ｓｅｃ程度であることが検証されでいる
。すなわ゛ち第４図示のグラフが実現される条件下であ
っても、きわめて短時間で遮断動作が実現される。した
がって前述の実施例の構成で、述べたような水素ガスと
窒素ガスとの混合ガスを用いることによって、このよう
な遮断期間Ｗ　１　、　Ｗ２はさらに短縮化することか
で外る。

また接点装置１によって遮断される電流の容量が増大し
た場合、前記固定接点２５および可動接点２１の形状を
大形化する必要があり、したがって接点装置１のたとえ
ば前記空間１７の容積が大きくなる。この場合、混合ガ
ス中の水素ガスの混合比率を低減することによって、ガ
ス漏洩などによる爆発を防ぐことができる。また空間１
７の容積が小さい場合には、前記水素ガスの混合比率を
増大することによって、前述したような遮断性能は向上
される。

効　　果以上のように本発明に従う接点装置１よ、気密に構成さ
れたハウジングと、／’ｉウジング内の固定位置に設け
られた固定接点と、固定接点に接触／離反自在な可動接
点とを備える。このハウンング内には、窒素ガスおよび
水素ガスを含む混合がスを封入し、混合ガス中の窒素ガ
スの混合比率を２０〜９７％内に！！フようにした。

したがってこのような接点装置の開極時において、固定
接点および可動接点間に発生するアークは、格段に短時
間で消弧され、したがって接点の消耗の程度は格段に減
少され、このような接点装置の構成を格段に小形化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の接点装置１の断面図、第２
図は第１図の切断面線■−■から見た断面図、第３図は
接点装置１の動作に関する実験例を示すグラフ、第４図
は接点装置１の動作に関する他の実験例を示すグラフで
ある。１・・・後入’Ｊ＋　＊　１．５・・・ハウソング、６
．１１・・・支持部材、１５・・・案内部材、１６・・
・蛇腹部材、１７・・・空間、２１・・・可動接点、２
５・・・固定接点、２６゜２７・・・永久磁石片代理人　　弁理士　画数　圭一部１ｌ− ｚＩ図 ■ ■ 第２図第３図第４図手続補正書昭和（５１年　７月２３目

Claims

【特許請求の範囲】気密に構成されたハウジングと、ハウジング内の固定位置に設けられた固定接点と、固定接点に接触／離反自在な可動接点とを備え、ハウジ
ング内には窒素および水素を含む混合ガスを封入し、混
合ガス中の窒素の混合比率を２０〜９７％内で選ぶよう
にしたことを特徴とする接点装置。