JPWO2017159442A1 - 開閉器 - Google Patents

Abstract

この発明は、可動接点上にアークが残留することを防止することができる開閉器を得るものである。固定接点を備えた固定接触子と、前記固定接点に接触および非接触となる可動接点を備えた可動接触子と、前記固定接点と前記可動接点との間に発生するアークを電磁力で駆動するアークランナーとを備えた開閉器であって、前記アークランナーは、前記可動接触子の前記可動接点の反対側に接続された平面壁と、前記平面壁から前記可動接点側に突出し、前記可動接触子の通電方向に並行な両側面を覆う側面壁とにより構成され、前記側面壁の突出端は前記可動接点と前記可動接触子の接合面位置まで、またはそれより長く突出しているものである。

Description

この発明は、開閉器に関し、特にその開閉器のアーク駆動手段におけるアークランナー構造に関するものである。

従来の開閉器として、磁性体で構成されたアークランナーを固定接触子に取付け、アークランナーが接点周囲を覆うように配置することで接点上アークに作用する電磁力を強化し、アークを接点上から速やかに引き離すことを可能にする開閉器がある（例えば特許文献１参照）。

また、可動接触子を磁性体で構成されたアークホーンと接続し、可動接点上のアークを速やかにアークホーンへ駆動させ、接点消耗を低減することを可能とする開閉器も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−２５８３４号公報 特開平９−１３４６６０号公報

上述した従来の開閉器において、接点周囲を覆う構造のアークランナーは固定接触子に取り付けられており、接点開極により可動接触子および可動接点が、固定接触子および固定接点から離れた場合、可動接点はアークランナーから離れた状態となる。

すると、開極直後はアークランナーが固定接点上アーク、可動接点上アークの双方に強い電磁力を作用するが、アーク遮断途中や、接点開極後のアーク再発弧時には、アークランナーが可動接点上アークに作用させる電磁力は不十分となる。
これにより、固定接点に対して、可動接点上アークの駆動が遅れ、可動接点残留アークが発生する。

特に、導体構造としてアーク駆動が加速される固定接触子と異なり、単純板形状であることが多い可動接触子においてはこのアーク駆動力低下の影響は大きく、駆動力不足となりやすい。

また、可動接触子は固定接触子と異なり熱的に厳しい状態となることが多く、連続遮断時などには固定接点に比べて可動接点の方が残留アークの影響が大きく、可動接点残留アークのアーク熱により可動接点の消耗を大きくするだけでなく、場合によってはアーク遮断信頼性を損なうという課題があった。

従来の、可動接触子と磁性体でできたアークホーンを一体とする構造の開閉器では、可動接触子と接点の周囲をアークランナーが覆い、可動接触子の電流方向と並行に磁性体板が設置される構造では無いため、可動接触子を流れる電流による磁束をアークに集中させる効果は無く、アーク駆動力が不十分となるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、開極直後から接点解離後も可動接点上アークに作用する電磁力を強化し、可動接点残留アー
クを防止することができる開閉器を得るものである。

この発明に係わる開閉器は、固定接点を備えた固定接触子と、前記固定接点に接触および非接触となる可動接点を備えた可動接触子と、前記固定接点と前記可動接点との間に発生するアークを電磁力で駆動するアークランナーとを備え、前記アークランナーは、前記可動接触子の前記可動接点の反対側に接続された平面壁と、前記平面壁から前記可動接点側に突出し、前記可動接触子の通電方向に並行な両側面を覆う側面壁とにより構成され、前記側面壁の突出端は前記可動接点と前記可動接触子の接合面位置まで、またはそれより長く突出しているものである。

この発明に係わる開閉器によれば、可動接触子および可動接点を覆うアークランナーが可動接触子を流れる電流によって形成される磁束をアークに集中させることで電磁力を強化するとともに、可動接触子とアークランナーが一体となって動作することで、アーク駆動途中で可動接点上アークに作用する電磁力が不足することを防ぐことができ、可動接点にアークが残留することを防ぐことができる開閉器を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる開閉器を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器を示す図１のII−II線における断面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器を示す図２のIV−IV線における断面図であり、（ａ）は閉極状態、（ｂ）は開極状態を示すものである。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器の通電路を示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器における可動接触子周辺の磁場を示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器におけるアーク消弧過程の動作図であり、（ａ）は開極直後の状態、（ｂ）はさらに開極が進んだ状態、（ｃ）はさらにアーク駆動が進んだ状態を示すものである。 この発明の実施の形態１に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 この発明の実施の形態２に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 この発明の実施の形態３に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 この発明の実施の形態４に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示す正面図である。 この発明の実施の形態６に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）はアークランナーの上面図、（ｂ）はアークランナーの組み合せ状態を示す上面図である。 この発明の実施の形態６に係わる開閉器におけるクロスバー構造を示す展開図である。 この発明の実施の形態７に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）はアークランナーの上面図、（ｂ）はアークランナーの組み合せ状態を示す上面図である。 この発明の実施の形態８に係わる開閉器における消弧構造を示す模式図である。 この発明の実施の形態９に係わる開閉器における消弧構造を示す模式図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図８に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器を示す正面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器を示す図１のII−II線における断面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器を示す図２のIV−IV線における断面図であり、（ａ）は閉極状態、（ｂ）は開極状態を示すものである。図５はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器の通電路を示す模式図である。図６はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器における可動接触子周辺の磁場を示す模式図である。図７はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器におけるアーク消弧過程の動作図であり、（ａ）は開極直後の状態、（ｂ）はさらに開極が進んだ状態、（ｃ）はさらにアーク駆動が進んだ状態を示すものである。図８はこの発明の実施の形態１に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。

図１および図２において、図１は開閉器１の正面図を示し、第一相消弧室２ａ、第二相消弧室２ｂ、第三相消弧室２ｃ、およびこれら三相分の端子３ａ〜３ｆを備えている。構造は基本的に上下対称、各相対称となっており、端子３ａ〜３ｃには電源側、端子３ｄ〜３ｆには負荷側の配線が接続される。この開閉器１の図１のII−II線における断面を表わしたものが図２である。従って、図２は第二相消弧室２ｂ内部を示したものであるが、第一相消弧室２ａ、および第三相消弧室２ｃの内部も基本的に同様の構造である。

第二相消弧室２ｂ内には固定接触子である第１固定接触子４ｂと第２固定接触子４ｅ、第１固定接触子４ｂおよび第２固定接触子４ｅにそれぞれ設けられた固定接点である第１固定接点５ｂと第２固定接点５ｅ、第１固定接点５ｂと第２固定接点５ｅにそれぞれ接触および非接触する可動接点である第１可動接点６ｂと第２可動接点６ｅ、可動接点である第１可動接点６ｂと第２可動接点６ｅを備えた可動接触子７、アークランナー８、グリッド９、アーク転流板１０、クロスバー１１が備えられており、これらがアークカバー１２に覆われることで第二相消弧室２ｂは構成される。

第１固定接触子４ｂ，４ｅは端子３ｂ，３ｅとそれぞれ電気的に接続されており、第１固定接触子４ｂ、第２固定接触子４ｅは第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅを備えている。第１固定接点５ｂには第１可動接点６ｂが対向しており、第２固定接点５ｅには第２可動接点６ｅが対向しており、第１可動接点６ｂと第２可動接点６ｅは可動接触子７に備えられている。

アークランナー８は第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅと第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅとのそれぞれの間に発生するアークを電磁力で駆動するものである。アークランナー８は、可動接触子７の第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅの反対側の面に接続された平面壁２２と、この平面壁２２から第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅ側に突出し、第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅの両側面を覆う側面壁２１とにより構成され、側面壁２１の突出端２１ａは第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅの表面より長く突出している。アークランナー８は可動接触子７に電気的に接続されている。

第１固定接点５ｂ、第１可動接点６ｂから見て第２固定接点５ｅ、第２可動接点６ｅと反対方向が第１固定接点５ｂ、第１可動接点６ｂとの間に発生するアークの駆動方向であり、第２固定接点５ｅ、第２可動接点６ｅとの間に発生するアークの駆動方向はその逆方向である。

アークの駆動方向にはグリッド９が設置されており、グリッド９に近接する位置にアーク転流板１０が設置されることもある。グリッド９やアーク転流板１０は通常回路となる第１固定接触子４ｂ、第２固定接触子４ｅ、第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅ、第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅ、可動接触子７、アークランナー８とは電気的に絶縁されており、アークカバー１２に取り付けられている。

クロスバー１１は留め金１３ｉ，１３ｊ、押しバネ１４を備えており、留め金１３ｉにより可動接触子７と、留め金１３ｊにより押しバネ１４と連結されている。クロスバー１１はさらに可動鉄心１５に接続されており、可動鉄心１５は引き外しバネ１６を介して操作コイル１７に接続されており、操作コイル１７は固定鉄心１８に固定されている。

可動鉄心１５と固定鉄心１８は対向する位置で、板状や断面がＥ型形状となっており、鉄などの磁性体を単一または積層することで構成される。固定鉄心１８は取付台１９に固定されており、取付台１９はベース２０と接続し、取付台１９とベース２０とで可動鉄心１５、引き外しバネ１６、操作コイル１７、固定鉄心１８を覆う構造となっている。

取付台１９、ベース２０は絶縁物で成形された箱型形状の部材であり、特にベース２０には端子３ｂ，３ｅが取り付けられるため、合成樹脂や、剛性樹脂にガラス材を添加したものなど、耐熱性、絶縁性に優れた材料が用いられる。

図３は、この実施の形態１における可動接触子とそれに接続されたアークランナーの模式図であり、第二相に取り付けられるものを例として示している。アークランナー８の材質は、例えば鉄などの磁性体で、表面にメッキ処理がされることもある。アークランナー８は、可動接触子７の第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅの反対側の面に接続された平面壁２２と、平面壁２２から例えば折曲されて第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅ側に突出して第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅの両側面を覆う側面壁２１とにより構成され、側面壁２１の突出端２１ａは第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅの表面より長く突出している。このように、アークランナー８の平面壁２２および側面壁２１とにより可動接触子７および第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅの両側面を覆った構成としている。

なお、アークランナー８は、板状の部材から折り曲げ加工で形成された場合を示しており、平面壁２２の延長部分を折り曲げて側面壁２１が形成されている。側面壁２１と可動接触子７の側面は接触することもある。

また、アークランナー８の先端には同様に、曲げ加工により、アークランナー８の平面壁２２の先端部分に反可動接点側に伸長するアーク走行部３３が形成されることもあり、この実施の形態１においてはその一例として平板上のアーク走行部３３を形成した場合を示している。

次に、この実施の形態１における開閉器の動作について説明する。
閉極動作として、操作コイル１７が励磁されると、引き外しバネ１６に抗して可動鉄心１５が固定鉄心１８に吸引される。そのため、可動鉄心１５に固定されたクロスバー１１も固定鉄心１８側に移動し、クロスバー１１と連動して可動接触子７および可動接触子７に接続されたアークランナー８も固定鉄心１８側に移動し、第１可動接点６ｂが第１固定接点５ｂに、第２可動接点６ｅが第２固定接点５ｅに接触する。

図４はこの実施の形態１における可動接触子７と可動鉄心１５を連結するクロスバー１１の内部を示しており、図２におけるIV−IV線における断面を表わしている。煩雑になるため、可動接触子７とクロスバー１１の内部、および可動鉄心１５以外の部品は省略している。

図２において、第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅと第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅとがそれぞれ接触した後も、可動鉄心１５、クロスバー１１は固定鉄心１８に向かって移動を続けるが、第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅが第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅに接触しているため可動接触子７は移動が制限される。このとき、留め金１３ｉは可動接触子７に接続されており、留め金連結部２３により留め金１３ｊと一体となっている。

なお、留め金１３ｉと留め金連結部２３は一枚の板材から曲げ加工により作製され、一体の部品となっていることが多い。押しバネ１４はクロスバー１１の上壁２４と留め金１３ｊに接続されており、移動が制限された可動接触子７と連動して動きが制限されている留め金１３ｊと、移動を続けるクロスバー１１の上壁２４に挟まれ、押しバネ１４が縮む。これにより、可動接触子７は可動鉄心１５の方向へ加圧される。

したがって、図２における第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅは第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅ側へ加圧され、接点間の接触抵抗が十分低い状態で第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅと第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅとの間に電流が流れる。これにより端子３ｂ、第１固定接触子４ｂ、第１固定接点５ｂ、第１可動接点６ｂ、可動接触子７、第２可動接点６ｅ、第２固定接点５ｅ、第２固定接触子４ｅ、端子３ｅは電気的に接続された状態となり、回路が閉じた状態となる。

次に、開極動作として図２における操作コイル１７の励磁が中止されると、可動鉄心１５は、引き外しバネ１６により固定鉄心１８から離れる。そのため、可動鉄心１５に固定されたクロスバー１１も固定鉄心１８から離れる方向に移動し、クロスバー１１と連動して可動接触子７も固定鉄心１８から離れる方向に移動し、第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅが第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅから離れる。各接点がかい離を始めた瞬間、第１可動接点６ｂ、第２可動接点６ｅと第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅとの間にはそれぞれ高温のアーク２５が生じる。

各接点間に生じたアーク２５には様々な電磁力が生じる。その一例として導体を流れる電流によってアーク周辺に形成される磁場とアークを流れる電流によって発生する電磁力がある。図５に接点間にアーク２５が生じた場合の導体構造とアーク２５に作用する磁場の通電路を示す。図５では電源側の接点間に生じたアーク２５を例に説明するが、負荷側も基本的に同様である。各部品を流れる電流の向きは電源側から負荷側の方向と、負荷側から電源側の方向の２方向が考えられるが、ここでは電源側から負荷側へ電流が流れる場合について説明する。

第１固定接触子４ｂがＵの字型となっているため、第１固定接触子４ｂを流れる電流の内、アーク２５の近傍を流れる電流の向き２６ｐは、可動接触子７を流れる電流の向き２６ｑと逆向きとなる。よって電流の向き２６ｐと電流の向き２６ｑがアーク２５周辺に形成する磁場の向きは紙面手前から奥方向２８の向きとなる。

この磁場とアーク２５を流れる電流２７によりアーク２５に作用する電磁力は、フレミング左手の法則から矢印２９の向きとなる。これによりアーク２５は矢印２９の方向へ動かされることとなる。

このようにアーク２５を電磁力により動かしたり伸張したりすることを、アーク２５を駆動すると表現し、アーク２５に作用する上記の電磁力をアーク駆動力と表現する。また、後述するアークランナー８は上記のように発生する磁場を制御し、アーク駆動力を高めるための機構である。

以上は第１固定接触子４ｂ側について述べたが、第２固定接触子４ｅ側についても同様であり、説明は省略する。

図６はこの実施の形態１において、例えば第２可動接点６ｅ上にアーク２５が発生した場合の模式図であり、端子３ｅ側から見た底面図を示している。可動接触子７、第２可動接点６ｅ、アークランナー８の全体構造は図３を参照されたい。今、アーク２５を矢印３０の向きに電流が流れているとすると、可動接触子７には紙面手前から奥方向３１の向きに電流が流れることになる。

すると、可動接触子７の周囲には時計回りの磁場３２が形成されるが、磁性体で出来た平面壁２２と側面壁２１とにより構成されたアークランナー８の内部の磁気抵抗が小さいため、ほとんどの磁束はアークランナー８の内部を通り、アーク２５に集中的に作用する。従って、アーク２５に作用する磁場を強めることができ、これによりアーク駆動力が大きくなる。

図７はこの実施の形態１において、可動接触子７の開極動作とアーク駆動の様子を模式的に表わしたものである。接点上アークの挙動が分かりやすいように、図１のII−II線における断面で表わしてあり、煩雑にならないよう、負荷側の接点について表わしている。

図７（ａ）は開極直後を示しており、第２可動接点６ｅと第２固定接点５ｅとの間にアーク２５が発生する。このとき、可動接触子７と一体となったアークランナー８はアーク２５への駆動力を強化し、アーク２５は矢印３４の向きに駆動される。このアーク駆動力により第２固定接点５ｅ上のアーク２５は速やかに第２固定接触子４ｅのアーク走行部３５へ、第２可動接点６ｅ上のアーク２５は速やかに可動接触子７へ駆動される。

図７（ｂ）はさらに開極が進んだ状態を示している。この状態では可動接触子７と一体となったアークランナー８は第２固定接点５ｅから離れた状態となるが、アーク２５は第２固定接点５ｅから第２固定接触子４ｅのアーク走行部３５に移っており、導体による電磁力で矢印３４の向きへ駆動され、グリッド９に接触、分断される。

可動接触子７上のアーク２５は可動接触子７と一体となっているアークランナー８により電磁力を強化され、さらに可動接触子７のアークランナー８方向、すなわち矢印３６の方向へと駆動される。アークランナーが固定接触子と一体となっている従来の開閉器では、可動接触子が固定接触子と一体となったアークランナーから離れると、可動接触子上のアークに作用する駆動力が弱くなる。導体構造としてアーク駆動が加速される固定接触子と異なり、単純板形状であることが多い可動接触子においてはこの駆動力低下の影響は大きく、駆動力不足となりやすい。

また、可動接触子上のアークは固定接触子上のアークと異なり、開極直後は矢印３６の向きにアークを駆動するが、可動接触子の端部まで駆動された後には矢印３６の向きに駆動力を発生させる必要がある。従来の開閉器において固定接触子に接続されたアークランナーには矢印３６の向きに駆動力を発生させる効果は無い。これらが、従来の開閉器で可動接触子にアークが残留する原因である。

図７（ｃ）はさらにアーク駆動が進んだ状態を示している。アークランナー８は可動接触子７と一体となっているため、可動接触子７上のアーク２５はアークランナー８に移動しやすく、可動接触子７からも離れて、アークランナー８の平面壁２２の先端部分に反可動接点側に伸長するアーク走行部３３へと駆動され、長く延伸される。

なお、この実施の形態１においては、アークランナー８が側面壁２１によって第２可動接点６ｅと可動接触子７を覆う構造で、もっとも単純な形状としたが、例えば図８に示すように、可動接触子７の一部を覆う形状としてもよく、同様に可動接点上アークに作用する電磁力を強化する効果を奏する。加えて、この実施の形態に示すように、可動接点の周囲をアークランナーの側面壁が覆うような構造においては、アークがアークランナーの側面壁に接触することでアークランナーに転流することがある。このような場合、図８に示すように、アークランナー８の側面壁２１の先端部分にアーク走行部３３を設け、アークランナー８の側面壁２１とアーク走行部３３が連続するような構造にすることで、アークが接点からアークランナー８の側面壁２１に転流した後、アークランナー８の側面壁２１からアーク走行部３３へ移動しやすくなり、より遮断性能を高めることができる。

以上は第２可動接点６ｅ上にアーク２５が発生した場合について述べたが、第１可動接点６ｂ上にアーク２５が発生した場合についても同様であり、説明は省略する。

このように、アーク駆動途中で可動接点上アークに作用する電磁力が不足することを防止し、可動接点にアークが残留することを防ぐことができる。また、アークランナー８と可動接触子７が電気的に接続されているので、アークランナー８と可動接触子７との通電路を形成し、アークがアークランナー８に転流しやすくすることでアーク消弧性能を高めることができる。さらに、アークランナー８の平面壁２２の先端部分に反可動接点側に伸長するアーク走行部３３を設けたことにより、アーク走行部３３でアークを長く延伸し、アーク消弧性能を高めることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図９に基づいて説明する。図９はこの発明の実施の形態２に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。上述した実施の形態１との違いはアークランナー８の一部にクロスバー１１との接続に用いる留め金３７が形成されている点である。

上述した実施の形態１で示したように、可動接触子７と接続されたアークランナー８が複雑な形状になると、多くの開閉器においては可動接触子７とアークランナー８をクロスバー１１に固定する作業が複雑になる。例えば、図４のクロスバー１１に図３の可動接触子７およびアークランナー８を接続する場合、クロスバー１１を分解して、留め金１３ｉと留め金１３ｊを分離させる作業が必要になる。

通常開閉器において接点は消耗品となるため、可動接触子や固定接触子は簡易的な作業で取り付け、取り外しができることが望まれている。図９に示すこの実施の形態２においては、アークランナー８をクロスバー１１に留め金３７によって固定しておけば、アークランナー８内に可動接触子７を内挿するだけで容易に可動接触子７をアークランナー８およびクロスバー１１に取り付けることができる。取り外す際もアークランナー８を引き上げ、可動接触子７を抜き出すだけでよい。

このように、この実施の形態２によれば、可動接触子７およびアークランナー８の開閉器筺体への取り付け、取り外しを容易にすることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図１０に基づいて説明する。図１０はこの発明の実施の形態３に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。上述した実施の形態１および実施の形態２との違いは、アークランナー８に放熱用のフィン３８が備えられていることである。フィン３８はアークランナー８を成形する一枚の板材から曲げ加工によって成形される。

この実施の形態３に示すようなアークランナー構造では、アークランナー８の表面積を大きくし、周辺気体との熱交換を促進することで、可動接触子７やアークランナー８の冷却を行うことができる。連続遮断時にはアークによる熱で可動接触子７やアークランナー８は加熱されやすく、場合によっては接点の消耗やアーク遮断信頼性の低下につながることもある。このようにフィン３８によって可動接触子７やアークランナー８を冷却することでき、信頼性の高い開閉器を得ることができる。

このように、この実施の形態３によれば、可動接触子７およびアークランナー８の放熱を促進し、アーク消弧性能を高めるとともに、アークランナー８の磁性低下を防止する効果も奏する。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図１１に基づいて説明する。図１１はこの発明の実施の形態４に係わる開閉器におけるアークランナー構造を示す正面図である。上述した各実施の形態との違いは、アークランナー８と可動接触子７の間に絶縁板３９が挿入されていることである。絶縁板３９は合成樹脂などが使用される。

この実施の形態４に示すような構造では、アークがアークランナー８に移った際に、アークランナー８内を電流が流れるようになる。アークランナー８に移ったアークによる電流が絶縁板３９によって可動接触子７を流れにくくなり、アークランナー８は可動接触子７に比べて導電率の低い材料が使用されるため、その抵抗によって電流を限流し、アーク消弧を助ける効果が得られる。

このように、この実施の形態４によれば、アークが完全にアークランナー８に転流した際に、電気抵抗の大きいアークランナー８に電流を流すことで限流し、アーク消弧性能を高める効果も奏する。

実施の形態５．
この実施の形態５において、上述した実施の形態４との違いは、アークランナー８と可動接触子７の間に絶縁板３９を設置する代わりに、アークランナー８の可動接触子７との接触面、または可動接触子７のアークランナー８との接触面、またはその両方に酸化処理がなされた酸化膜を設けていることである。

この実施の形態５に示すような構造では、アークランナー８と可動接触子７は電気的に接続されることで、アークがアークランナー８に移動しやすい効果と、アークランナー８と可動接触子７との間の接触抵抗が大きくなることでアークランナー８に移ったアークによる電流が可動接触子７を流れにくくなる効果を両立し、さらに可動接触子７とアークランナー８が面接触するため、安定的に連結させることができる。

また、アークランナー８の可動接触子７との接触面、または可動接触子７のアークランナー８との接触面、またはその両方の接触面をブラスト処理などにより荒し、接触面に凸凹を設けるといった構造にしてもよく、同様の効果を奏する。

このように、この実施の形態５によれば、アークがアークランナー８へ転流しやすくする効果と、アークがアークランナー８に転流した後に、アークランナー８と可動接触子７との界面の接触抵抗により電流を限流する効果を両立することができる。

実施の形態６.
この発明の実施の形態６を図１２および図１３に基づいて説明する。図１２はこの発明の実施の形態６に関わる開閉器におけるアークランナー構造を示しており、（ａ）はアークランナーの上面図、（ｂ）はアークランナーの組み合せ状態を示す上面図である。また、図１３はこの発明の実施の形態６に関わる開閉器におけるクロスバーの構造を示す展開図であり、各部品の記号は上述した実施の形態１の図４と対応する。

図１２におけるアークランナーは上述した実施の形態１の図８で示したアークランナー形状を基にしているが、例えば上述した実施の形態１の図３に示したようなアークランナー形状であっても良い。

上述した実施の形態１との違いは、アークランナー８を２つ以上の部品に分割する構造としており、分割アークランナー４０ａを２つ以上組み合せて一つのアークランナー８を構成する点である。すなわち、アークランナー８を電源側消弧室と負荷側消弧室の２つの部品に分割した場合を示している。分割アークランナー４０ａ，４０ａにはツメ４１が具備されており、組み合わせ状態では貫通穴４２が形成される。また、留め金１３ｉにはプレスなどで形成される突起４３が設けられ、突起４３が接触する可動接触子７上面には対応する溝が形成されている。

この実施の形態６に示すような構造では、分割アークランナー４０ａ，４０ａをクロスバー１１の両端から挿入することで、クロスバー１１を完全分解することなく、容易に分割アークランナー４０ａ，４０ａの取り付け、取り外しが可能となる。

分割アークランナー４０ａ，４０ａは組み合せた際に形成される貫通穴４２に、留め具１３ｉの突起４３が貫通し、対応するように設けられた可動接触子の溝に留め具１３ｉの突起４３がはまることで位置固定がされ、互いの分割アークランナー４０ａ，４０ａのツメ４１同士、及びツメ４１と突起４３がかみ合う構造となる。

これにより、分割アークランナー４０ａ，４０ａの脱落や、電磁力の低下もなく、アークがアークランナー８へ転流されやすくなる効果と、アークランナー８の容易な取り付け、取り外しが可能となる効果を両立することができる。

実施の形態７.
この発明の実施の形態７を図１４に基づいて説明する。図１４はこの発明の実施の形態７に関わる開閉器におけるアークランナー構造を示しており、（ａ）はアークランナーの上面図、（ｂ）はアークランナーの組み合せ状態を示す上面図である。

上述した実施の形態６においては、図１２に示すように、アークランナー８を電源側消弧室と負荷側消弧室の２つの部品に分割する実施例を示したが、この実施の形態７においては、図１４に示すように、可動接触子の通電方向に渡ってアークランナー８を分割した実施例を示している。すなわち、それぞれの分割アークランナー４０ｂ，４０ｂには切欠き４２ｈがそれぞれ形成されており、２つの分割アークランナー４２ｂを組み合せた際には貫通穴４２が形成される。

この実施の形態７においては、分割アークランナー４０ｂ，４０ｂを傾斜させることで可動接触子７と同様にクロスバー１１に挿入することが可能であり、上述した実施の形態６と同様に、分割アークランナー４０ｂ，４０ｂを組み合わせることにより形成された貫通穴４２に上述した実施の形態６の図１３で示した突起４３が貫通することで分割アークランナー４０ｂ，４０ｂの位置決めが可能である。

実施の形態８.
この発明の実施の形態８を図１５に基づいて説明する。図１５はこの発明の実施の形態７に関わる開閉器における消弧構造を示す模式図である。煩雑にならないよう、ここでは負荷側について示している。図１５におけるアークランナー８は上述した実施の形態１の図８で示したアークランナー形状を基にしているが、例えば上述した実施の形態１図３に示したようなアークランナー形状であっても良い。

上述した実施の形態１との違いは、アークランナー８の側面壁２１を可動接触子７と可動接点６の接続面から、可動接点７の表面までの範囲で突出させ、固定接触子４に固定アークランナー４４を具備している点である。固定アークランナー４４はアークランナー８の側面壁２１と対向する平面部４５をもつ構造となっている。

この実施の形態８に示すような構造では、アークに作用する電磁力を強化するとともに、アークの転流先を可動接触子側、固定接触子側双方に用意することでより素早くアークを駆動することができる。これにより電流遮断性能を高めるだけでなく、アークによる可動接点６、固定接点５双方の消耗を低減することができ、同時にアークランナー８の側面壁２１と固定アークランナー４４の平面部４５が閉極時に干渉することを防止できる。

実施の形態９.
上述した実施の形態８においては、アークランナー８の側面壁２１を固定接点５から可動接点６を見た方向に短縮させ、対向する固定アークランナー４４の平面部４５を可動接点６から固定接点５を見た方向に下げることで、アークランナー８の側面壁２１と固定アークランナー４４の平面部４５が閉極時に干渉することを防止したが、この実施の形態９においては、図１６に示すように、上述した実施の形態１で示したものと同様なアークランナー８を実装し、対向する固定アークランナー４４をアークの駆動方向へずらして設置する構造としても、アークランナー８の側面壁２１と固定アークランナー４４の平面部４５が閉極時に干渉することを防止し、同時にアーク駆動力を向上する効果を奏する。

ところで、上述した各実施の形態においては、第二相消弧室２ｂを対象として説明したが、第一相消弧室２ａ、第三相消弧室２ｃについても同様に適用するものであり、同様の効果を奏する。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は、可動接点にアークが残留することを防ぐことができる開閉器の実現に好適である。

１ 開閉器、４ｂ、４ｅ 固定接触子、５ｂ、５ｅ 固定接点、６ｂ、６ｅ 可動接点、７ 可動接触子、８アークランナー、２１ 側面壁、２２ 平面壁、２５ アーク、３３ アーク走行部、３７ 留め金、３８ フィン、３９ 絶縁板、４０ａ、４０ｂ 分割アークランナー、４１ ツメ、４２ 貫通穴、４２ｈ 切欠き、４３ 突起、４４ 固定アークランナー、４５ 平面部。

この発明に係わる開閉器は、固定接点を備えた固定接触子と、前記固定接点に接触および非接触となる可動接点を備えた可動接触子と、前記固定接点と前記可動接点との間に発生するアークを電磁力で駆動するアークランナーとを備え、前記アークランナーは、前記可動接触子の前記可動接点の反対側に接続された平面壁と、前記平面壁から前記可動接点側に突出し、前記可動接触子の通電方向に並行に配置され、前記可動接点の両側面を覆う側面壁とにより構成され、前記側面壁の突出端は前記可動接点の表面位置まで、またはそれより長く突出しているものである。

第１固定接触子４ｂ、第２固定接触子４ｅは端子３ｂ，３ｅとそれぞれ電気的に接続されており、第１固定接触子４ｂ、第２固定接触子４ｅは第１固定接点５ｂ、第２固定接点５ｅを備えている。第１固定接点５ｂには第１可動接点６ｂが対向しており、第２固定接点５ｅには第２可動接点６ｅが対向しており、第１可動接点６ｂと第２可動接点６ｅは可動接触子７に備えられている。

Claims (15)

1. 固定接点を備えた固定接触子と、前記固定接点に接触および非接触となる可動接点を備えた可動接触子と、前記固定接点と前記可動接点との間に発生するアークを電磁力で駆動するアークランナーとを備えた開閉器であって、前記アークランナーは、前記可動接触子の前記可動接点の反対側に接続された平面壁と、前記平面壁から前記可動接点側に突出し、前記可動接触子の通電方向に並行な両側面を覆う側面壁とにより構成され、前記側面壁の突出端は前記可動接点と前記可動接触子の接合面位置まで、またはそれより長く突出していることを特徴とする開閉器。
2. 前記固定接触子は第１固定接触子と第２固定接触子とにより構成され、前記第１固定接触子に第１固定接点を備え、前記第２固定接触子に第２固定接点を備え、前記可動接点は前記第１固定接点に接触および非接触となる第１可動接点と前記第２固定接点に接触および非接触となる第２可動接点とにより構成されたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
3. 前記アークランナーと前記可動接触子が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉器。
4. 前記アークランナーの前記側面壁の突出端が前記可動接点の表面より長く突出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の開閉器。
5. 前記アークランナーの前記側面壁の突出端が前記可動接点の表面より短い位置にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の開閉器。
6. 前記アークランナーの前記側面壁の突出端に前記可動接点面に並行な平面部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の開閉器。
7. 前記アークランナーの前記平面壁の先端部分に反可動接点側に伸長するアーク走行部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の開閉器。
8. 前記アークランナーの前記側面壁の先端部分に反可動接点側に伸長するアーク走行部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の開閉器。
9. 前記アークランナーに留め金を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の開閉器。
10. 前記アークランナーに放熱用のフィンを設けたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の開閉器。
11. 前記アークランナーと前記可動接触子の間に絶縁物を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の開閉器。
12. 前記アークランナーの前記可動接触子との接触面、または前記可動接触子の前記アークランナーとの接触面に形成された酸化膜または凹凸を有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の開閉器。
13. 前記アークランナーを２つ以上の部品に分割し、それぞれを固定するツメまたは切欠きを前記アークランナーに具備することを特徴とする請求項１から請求項８および請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の開閉器。
14. 前記アークランナーに対向し、前記固定接点表面より前記可動接点側まで突出しない位置で前記固定接点表面に並行な平面部をもつ固定アークランナーを備えることを特徴する請求項５に記載の開閉器。
15. 前記アークランナーに対向し、前記固定接点表面に並行な平面部をもつ前記固定アークランナーを備え、前記固定アークランナーが前記側面壁のアーク駆動方向先端よりさらにアーク駆動方向側に位置することを特徴する請求項１４に記載の開閉器。

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