JPS63264829A - 開閉器 - 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］ 本発明は、電流の開閉を行う開閉器、さらに詳しくはそ
の消弧機構に関するものである。

［従来の技術］ 電気回路に使用する開閉器は、各種の分野で使用されて
おり、その−例として特開昭６０−１１９０２８号に開
示された開閉器を第２３図に示す。

第２３図において、（１）はプラスチックで成形された
取付台、（２）はこの取付台上に固定されたケイ素鋼板
を積層してなる固定鉄心、（３）はケイ素鋼板を積層し
てなり、固定鉄心（２）に対向して設置された可動鉄心
、（４）は可動鉄心（３）と固定鉄心（２）とを引外し
ばね（図示せず）に抗して吸着させる駆動力を付与する
操作コイル、（５）はプラスチックで形成され角窓を有
するクロスバ−で、その下端に可動鉄心（３）を保持し
ている。（６）はクロスバ−（５）の角窓に挿入され押
しばね（７）により保持されている可動接触子、（６Ａ
）は可動接触子（６）に設けられた可動接点、（６Ｂ）
は可動接触子（６）の先端に設けられたアークホーン、
（８）は可動接触子（６）と対向して設けられ、電流を
通電する固定接触子、（８Ａ）は固定接触子（８）に設
けられた固定接点、（８Ｂ）は固定接触子（８）の端子
部である。なお、アークホーン（６Ｂ）は可動接触子（
Ｂ）と一体の場合もある。

（９）は電磁接触器本体を外部回路と接続するための端
子ねじであり、（１０）は固定接触子（８）を取付ける
ベース、（１１）は電磁接触子の上面を覆うカバーで、
その内部には固定接点（８Ａ）と可動接点（６Ａ）との
間に生じるアーク（１２）を消弧するための磁性体から
なる金属消弧板（１３）が設けられている。

この金属消弧板（１３）は第２４図から明らかなように
、可動接触子（６）と対向し、固定接触子（８）の上方
でそれと平行にかつ互いに所定間隔を隔てて累積並設さ
れている。なお、（１５）は可動接触子（６）の上方に
設けられた転流板である。

上記のように構成した電磁接触器において、操作コイル
（４）を消磁すると、図示されない引外しばねにより可
動鉄心（３）が固定鉄心（２）により開離する。従って
、クロスバ−（５）も第２３図に示した状態となり、固
定接点（８Ａ）と可動接点（ＯＡ）とが開離してその間
にアーク（１２）が生じる。このアーク（１２）は、第
２４図に示すように金属消弧板（１３）に吸引され、ア
ーク（１２＾）として示すように引き伸ばされ、順次に
アーク（１２Ｂ＞　、アーク（１２ｃ）の状態を経て、
アークホーン（６Ｂ）上のアーク（１２Ｃ）の足が転流
板（１５）に転移し、最終的にアーク（１２Ｄ）のよう
になって金属消弧板（１３）により冷却され、消弧する
という経過をたどる。

［発明が解決しようとする問題点１ 以上のように構成されかつ動作する従来の開閉器におい
ては、磁性体の金属消弧板（１３）はすべて同じ長さに
形成され、かつアーク（１２）の初期発生位置より離れ
た所に位置しているため、アーク電圧の初期上昇速度が
遅くなるという傾向があり、従って、限流性能が劣り、
その結果アークエネルギが大きくなって遮断性能も劣る
という問題があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、接点間に発生したアークの吸引効果が高く、接
点の消耗を軽減できしかも遮断性能の優れた開閉器を得
ることを目的としたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
少なくとも１枚の金属消弧板を他の金属消弧板より長く
形成し、その先端部を固定接点と可動接点を結ぶ線より
突出させてなる開閉器を提供するものある。

［作　用］ 本発明は、長い金属消弧板によって接点間に発生したア
ークを速やかに吸引し、初期アーク電圧又はアーク電圧
の上昇速度を高めるようにしたものである。

［実施例］ 第１図は本発明実施例の要部を示す説明図である。なお
、第２３図、第２４図に示した従来例と同−又は相当部
分には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施例にお
いては、金属消弧板（１３）のうち固定接触子（８）に
最も近い金属消弧板（１３ｆ’）を他の金属消弧板によ
り長く形成すると共に、第２図に示すように先端中央部
を切除して両側に２つの脚部（１：Ｈ’ａ）を設けたも
のである。

上記のように構成した開閉器において、可動接点（６Ａ
）が固定接点（８Ａ）から開離すると、第１図に示すよ
うに両接点（ＢＡ）、　　（８Ａ）間にアーク（１２）
が発生する。このアーク（Ｉ２）の周囲には第２図に示
すように磁束φが発生するのでアーク（１２）は矢印Ｆ
で示す方向の力を受けるが、金属消弧板（１３ｆ’）に
は脚部（１３ｆ’ａ）を設けであるので力Ｆは強くなり
、金属消弧板（１３１’）の吸引効果が高くなってアー
ク（１２）が伸長しやすく、初期アーク電圧の上昇速度
が速くなる。すなわち、本発明においてはアーク抵抗の
上昇速度が速くなるので、限流性能が高められる。

このため接点間のアーク（１２）は、第１図に示すよう
に短時間でアーク（１２Ａ）のようになり、これが金属
消弧板（１３１’）以外の金属消弧板に吸引されてアー
ク（１２Ｂ）　、アーク（１２ｃ）の状態を経て最終的
にアーク（Ｌ２Ｄ）となり、金属消弧板（１３）により
冷却されて消弧される。

このように、アーク発生直後のアーク駆動およびアーク
（１２Ｃ）の状態からアーク（１２Ｄ）の状態への移向
が良好に行われるため、遮断に要する時間が短縮され、
かつ前述のように限流性能も高められるので遮断時のア
ークエネルギが低減し、より大電流の遮断が可能となる
。

なお、上記の実施例では、可動接触子（６Ａ）の先端に
アークホーン（８Ｂ）を設けた場合を示したが、このア
ークホーン（６Ｂ）は可動接触子（８Ａ）と一体物であ
ってもよく、また、第３図に示すように省略してもよい
。

第１図の実施例では、固定接触子（８）に最も近い金属
消弧板（１３１’）のみを固定接点（８Ａ）の上部まで
延長した場合を示したが、第４図に示すように金属消弧
板（１３ｆ’）と共に転流板（１５）に最も近接してい
る金属消弧板（１３ａ）も同じ長さにしてもよい。

この場合の消弧機構の消弧動作を第４図に基づいて説明
すると、第１図の実施例に係る開閉器と同様に、先ず可
動接点（８Ａ）と固定接点（８Ａ）間に発生したアーク
（１２）は、金属消弧板（１３ｆ）と金属消弧板（１３
ａ）とに吸引されて引き伸ばされ、第１図の実施例の場
合と同様の動作により消弧する。この場合アークホーン
（６Ｂ）はなくてもよく、また固定接触子（８）は後述
のアークランナ（１４）を設けたものでもよい。

第５図に示した実施例は固定接触子（８）の固定接点（
８Ａ）側端部に逆り字状のアークランナ（１４）を設け
、さらにこのアークランナ（１４）の屈曲部に可動接触
子（８）が通過して固定接点（８Ａ）と接触できるよう
に欠切部（１４Ａ）を形成したものである。

この実施例は第６図に示すように、アーク（１２）が可
動接点（６Ａ）と固定接点（８Ａ）との間に発生すると
、アークランナ（１４）が固定接触子（８）の表面より
高い位置に設けられているため、固定接点（８Ａ）上の
アーク（１２）の下方の足が容易にアークランナ（１４
）に転移してアーク（１２Ａ）のようになる。アーク（
１２）の下方の足が、アークランナ（１４）に転移する
と、アークランナ（１４）には矢印Ｘ方向に電流が流れ
、アーク（１２Ａ）はいっそう固定接触子の端子部（８
Ｂ）側に駆動される。そしてアーク（１２Ａ）は上方の
足を可動接点（ＢＡ）から可動接触子（８）の先端部に
転移すると共に金属消弧板（１３）に引き込まれ、下方
の足は金属消弧板（１３ｃ）〜（１３ｅ）を経てアーク
ランナ（１４）上を走行する。

次いで、可動接触子（６）に転移したアーク（１２Ｂ）
の上方の足は金属消弧板（１８）によって駆動されると
共に、アークランナ（１４）を流れる電流が作る磁界に
よって上方に駆動され、固定接触子（６）からアークホ
ーン（６Ｂ）に転移してアークホーン（８Ｂ）の上方に
走行し、アークホーン（６Ｂ）の上端部に達する。

そしてアークホーン（６Ｂ）の上端部から伸延されたア
ーク（１２ｃ）は、金属消弧板（１３ａ）　〜（１３ｅ
）の全てを経てアークランナ（１４）に至る。一方、ア
ー−り（１２Ｃ）の上方の足は転流板り１５）に転移し
、転流板（１５）の外方（図中右側）に走行して全金属
消弧板（１３ａ）　〜（１３ｅ）を経由し、アークラン
ナ（１４）と連絡するアーク（１２Ｄ）となって消弧す
る。このように、アークランナ（１４）を設けることに
よりアーク（１２）の駆動を更に高速化でき、従って限
流性能と遮断性能の両方をいっそう高めることができる
。

第６図の実施例では、固定接触子（８）にもっとも近い
金属消弧板（１３ｅ）を固定接点（８Ａ）の上部にまで
延長させた場合を示したが、第７図に示すように金属消
弧板（１３ｅ）と共に転流板（１５）に近接した金属消
弧板（１３ａ）も同じ長さとしてもよい。この場合の消
弧動作も概ね第６図の場合と同様であるが、アーク（１
２）は金属消弧板（１３ｏ）に加えて金属消弧板（１３
ａ）にも吸引されるので、アークの形状はより引き伸ば
された状態となり１アークの駆動を高速化することがで
きるなど、その後の挙動は前述の通りである。

第８図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、この
実施例はコの字状の固定接触子（８）を有する開閉器に
アークホーン（６Ｂ）および金属消弧板（１３）を適用
したものであり、発生したアーク（１２）は金属消弧板
（１３ｆ’）に吸引されるだけでなく、固定接触子（ε
）を流れる電流（第８図矢印Ｘ）が作る磁界によって駆
動されるため、アーク（１２）の下方の足は固定接点（
８Ａ）から固定接触子（８）に容易に転移することがで
き、固定接点（８Ａ）の消耗を低減させると共に、アー
ク（１２）が強力に駆動されるのでアーク時間が短縮さ
れ、遮断性能を一層向上させることができる。

また、第９図は第８図の実施例の一部を変形したもので
あり、固定接触子側の金属消弧板（１３１’）だけでな
く、転流［（１５）側の金属消弧板（１３ａ）もその長
さを延長させたもので、この場合も、前の場合と同じよ
うな効果を期待することができる。

さらに、第１０図および第１１図の実施例は配線用遮断
器に本発明を適用したものであり、図中（１７）は回転
軸、（１８）はより線で、より線（１８）を介して可動
接触子（６）と転流板（１５）は電気的に接合されてい
る。この場合においても上記各実施例と同様の効果を奏
することができる。なお、第１０図および第１１図の実
施例において、アークランナ（１４）がなくても本発明
の効果を享受できることは明白である。

第１２図に示した実施例は、固定接触子（８）に近接し
た金属消弧板（１３ｇ）及び可動接触子（１３）と転流
板（１５）との間にある金属消弧板（１３ａ）　、　（
１３ｂ）を、第２図の（１３「）で示すような脚部（１
３ｆ’ａ）を備えた形状としたものである。

この実施例では、アークホーン（６Ｂ）から発するアー
ク（１２Ｃ）の足は、金属消弧板（１３ａ）　、　（１
３ｂ）に強く吸引されるので、アーク電圧の上昇速度が
早くなり、また限流性能が向上すると共に遮断性能も向
上する。なお、可動接点（６Ａ）と転流板（１５）との
間に設けた脚部（１３１’ａ）を有する金属消弧板は、
１枚であっても複数であってもよい。

なお、上記の各実施例では、アークホーン（６Ｂ）を可
動接触子（６）の先端に直角状に延出させた場合を示し
たが、第１３図に示すように円弧状に折曲げて延出させ
てもよい。

第１４図゛に示す実施例は、転流板（１５）に近接した
２枚の金属消弧板（１３ａ）　、　（１３ｂ）を第２図
の（１３ｆ）で示すような脚部（１３［’ａ）を備えた
形状としたものである。この実施例でもアーク電圧の上
昇速度が早くなり、限流性能が向上して遮断性能も向上
する。

さらに、第１５図の実施例は上記の実施例において、可
動接触子（６）にアークホーン（６Ｂ）を設けると共に
、第５図に示すアークランナ（１４）を備えた固定接触
子（８）を使用したもの、第１６図の実施例は第１４図
の実施例において、アークホーン（６Ｂ）を設けると共
にコ字状の固定接触子（８）を用いたもの、第１７図の
実施例は配線用遮断器に第１５図の実施例を適用したも
ので、何れもその作用は前述の場合とはゾ同じである。

第１８図に示す実施例は、第２図に示した脚部（１３１
’ａ）を有する長い金属消弧板（１３ａ）　〜（１３ｄ
）を可動接触子（６）と重なる位置まで延出し、可動接
点（６Ａ）と固定接点（８Ａ）とが切除部（１３ｄａ）
内に位置するように配設すると共に、長い金属消弧板（
１３ａ）　〜（１３ｄ）の間に短い金属消弧板（１３ｅ
）　〜（１３ｇ、）を接点（６Ａ）　、　（８Ａ）と所
定の間隙を隔てて設け、両者を交互に配設したものであ
る。

上記のように構成した本実施例においては、可動接点（
６Ａ）が固定接点（８Ａ）から開離すると、両接点（６
Ａ）、　（８Ａ）間にアーク（１２）が発生する。この
アーク（１２）の周囲には第２図に示すように磁束φが
発生するので、アーク（１２）は矢印Ｆ方向の力を受け
ることになる。長い金属消弧板（１３ａ）〜（１３ｄ）
には脚部（１３ｆ’ａ）が設けであるので、力Ｆは強（
なり、金属消弧板（１３ｃ）　、　　（１３ｄ）の吸引
効果が高くなって短時間でアーク（１２Ａ）のようにな
る。そしてアークは他の金属消弧板に吸引されてアーク
（１２Ｂ）　、　　（１２ｃ）の状態を経て最終的にア
ーク（１２０）となり、各金属消弧板（１３）によって
冷却され消弧される。

第１９図に示す実施例は、転流板（１５）と可動接触子
（６）との間に第２図に示すような長い金属消弧Ｗ　（
１３ａ）〜（１３ｄ）を複数枚累積配設すると共に、可
動接触子（６）と固定接触子（８）との間に第２０図（
ａ）に示すように、その先端両側に一対の短脚（１３ｆ
’ｅ）を有する短い金属消弧板（１３ｅ）　〜（１３ｇ
）を累積配設したものである。なお第２０図（ｂ）は（
ａ）図に示す金属消弧板（１３ｅ）の変形例を示すもの
で、短脚（１３１’ｃ）の中央部に山型の突片（１３ｈ
）を設けたものである。

本実施例においては、転流板（１５）と可動接触子（６
）との間に位置する数枚の金属消弧板（１３ａ）〜（１
３ｄ）は可動接触子（６）の可動空間の側方まで延長す
る脚部（１ａｆａ）〜（Ｌ３１’ｄ）をそれぞれ有する
ことにより、アーク発生直後の転流板（１５）へのアー
ク駆動が良好に行われるために、遮断に要する時間か短
縮され、かつ限流性能も高められるから、遮断時のアー
クエネルギが低減し、より大電流の遮断が可能となる。

なお、本実施例においても可動接触子（６）にアークホ
ーンを設け、またコ字状の固定接触子（８）を使用しう
ろことは、前記他の実砲例と同様である。

第２１図は第１９図の実施例を変形したもので、金属消
弧板（１３）のうち、可動接触子（６）の近傍に位置す
る２枚の金属消弧板（１３ｃ）　、（１３ｄ）は、その
先端両側より可動接触子（６）の可動空間の側方まで延
長する一対の脚（１３１’ｃ）、　　（１３ｒｄ）をそ
れぞれ宵して形成されている。また、残りの金属消弧板
（１３ａ）　、　（１３ｂ）　、　（１３ｅ）　、　（
１３ｒ）　、　（１３ｇ）は、その先端両側より可動接
触子（６）の端部に近接する一対の短脚（１３ｆａ）　
、　（１３ｆｂ）　、　（１３ｆｏ）　、（１３ｆ’　
ｆ’）　、　（１３ｆ’ｇ）をそれぞれ有して形成され
ている。また、転流板（１５）は可動接触子（６）に近
接するコ字状の折曲部（１５ａ）を宜しており、更に、
固定接触子（８）にはコ字状に折曲された脚部ををする
アークランナ（１４）が設けられている。

この実施例ではアーク（１２）が可動接点（６Ａ）と固
定接点（８Ａ）との間に発生すると、このアーク（１２
）は金属消弧板（１３ｅ）〜（１３ｇ）に吸引されて引
き伸ばされ、アーク（１２）の下方の足はアークランナ
（１４）に転移してアーｑ　（１２Ａ）のようになり、
固定接触子（８）の端子部側に駆動される。アーク（１
２Ａ）は上方の足が可動接点（６Ａ）から可動接触子（
６）の先端側に転移すると共に金属消弧板（１３ｅ）乃
至（１３ｇ）に引き込まれ、下方の足は金属消弧板（１
３）のうち、金属消弧板（１３ｄ）〜（１３ｇ）を経て
アークランナ（１４）上を走行し、アーク（１２Ｂ）と
なる。

次いで、この可動接触子（６）に転移したアーク（１２
Ｂ）の上方の足は、金属消弧板（１３ｃ）に脚部（１３
ｆ’ａ）を設け、転流板（１５）には可動接触子（６）
にと接する折曲部（１５ａ）を設けているので、上方に
伸長しやすくなる。従ってアーク（１２Ｂ）の上方の巳
が上方に伸長して可動接触子（６）から転流板（１５）
の折曲部（１５ａ）に転移してアーク（１２ｃ）となる
。このアーク（１２Ｇ）は金属消弧板（１３ｂ）〜（１
３ｇ）を経てアークランナ〈Ｉ４）に至る。次に、アー
ク（１２ｃ）の上方の足は転流板（１５）の外方（図中
右側）へ走行し、全金属消弧板（１３ａ）〜（１３ｇ）
を経てアークランナ（１４）を連絡するアーク（１２Ｄ
）となり、消弧する。このように、アークランナ（１４
）の他の転流板（１５）に可動接触子（６）に近接する
折曲部（１５ａ）を設けることにより、一層アーク（１
２）の駆動を上下の足で高速化できる。従って、限流性
能と遮断性能の両方を一層高めることができる。

第２２図に示す実施例はすべての金属消弧板に第２図に
示す脚部（１３ｆ’ａ）ををする長い金属消弧板（１３
ａ）〜（１３ｆ’）を使用したものである。

本実施例においても、アーク抵抗の上昇速度が速くなる
ため限流性能が高められるので、接点間のアーク（１２
）は短時間でアーク（Ｌ２Ａ）のようになり、これが金
属消弧板に吸引されてアーク（１２Ｂ）、アーク（１２
ｃ）の状態を経て最終的にアーク（１２０）となり、金
属消弧板（１３）により冷却されて消弧する。

本実施例においても他の実施例と同様に可動接触子（６
）のアークホーン（６Ｂ）は省略してもよく、また、コ
字状の固定接触子（８）を使用し、あるいは固定接触子
（８）にアークランナを取付けてもよい。さらに本実施
例は配線用遮断器にも実施することができる。

上述した実施例は電磁接触器や配線用遮断器に実施した
例を示したが、例えば気中遮断器にも実施することがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明から明らかなように、本発明は固定接触子と転
流板との間に少なくとも１枚の金属消弧板をその脚部が
接点側に延在するように配設したので、これら金属消弧
板がアークを吸引して転流板への移行速度、即ち初期ア
ーク上昇速度を高め、限流性能と遮断性能を改善させ、
遮断時間が短くなり接点消耗が少なくなって電気的寿命
が長くなり、しかも小形化できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は長い金属消弧
板の実施例の説明図、第５図は固定接触子の実施例の斜
視図、第１３図はアークホーンの実施例の説明図、第２
０図（ａ）　、（ｂ）は短かい金属消弧板の実施例の説
明図、第３図、第４図、第６図〜第１２図、第１４図〜
第１９図及び第２１図、第２２図はそれぞれ本発明の他
の実施例の説明図、第２３図は従来の開閉器の部分断面
図、第２４図はその消弧動作説明図である。 （６）・・・可動接触子、（６Ａ）・・・可動接点、（
６Ｂ）・・・アークホーン、（８）・・・固定接触子、
（８Ａ）・・・固定接点、（１３）〜（１３ｇ）・・・
金属消弧板、（１３ｆ’ａ）・・・金属消弧板の脚部、
（１４）・・・アークランナ、　（１８）・・・より線
。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）固定接触子に固定した固定接点と、この固定接点
   に対向して可動接触子に固定された可動接点と、上記固
   定接触子の上方にこれと平行にかつ所定の間隙を隔てて
   配設された複数の金属消弧板とを備えてなる開閉器にお
   いて、 少なくとも１枚の金属消弧板を他の金属消弧板により長
   く形成し、その先端部を上記固定接点と可動接点を結ぶ
   線により突出させたことを特徴とする開閉器。 （２）上記長い金属消弧板を上記固定接触子に近接して
   配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   開閉器。 （３）上記長い金属消弧板を転流板と可動接触子との間
   に配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の開閉器。 （４）上記長い金属消弧板をその先端部が接点の開離し
   た状態における可動接触子の上部及び又は下部に配設し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の開閉器
   。 （７）上記長い金属消弧板は先端中央部を切除して両側
   に脚部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第６項記載の開閉器。 （８）上記短かい金属消弧板は先端両側に短脚を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項記載の
   開閉器。