KR101598672B1 - 개폐기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 자기 요크에 의해 아크에 작용하는 전자력은 높아지지만, 부품 점수의 증가로부터 비용이 증가하게 된다. 또한, 수 kA를 초과하는 사고 전류가 흐르는 경우, 자기 요크가 자기 포화하고 아크에 작용시키는 전자력이 저감하여 차단 신뢰성이 저하한다. 본 발명의 해결 수단은 접리 가능한 한쌍의 접점 중, 한쪽 접점(24)이 마련되고 해당 한쪽 접점에 도달하는 전로에 반발 전로(22) 및 흡인 전로(23)가 형성된 제 1 접촉자(2)와, 상기 한쌍의 접점 외분의 접점이 마련된 제 2 접촉자(3)와, 상기 한쪽 접점 상에 형성되는 아크 발생 공간 중 적어도 일부에 대향하도록 마련된 자기 요크부(51)와 상기 반발 전로에 전기적으로 접속된 아크 혼부(52)가 자성체에 의해서 일체로 형성되며, 상기 자기 요크부와 상기 아크 혼부를 연결하는 자로에 자기 저항이 높아지도록 한 단면적 축소부(53)가 개재된 자기 요크형 아크 혼(5)을 구비하도록 했다.

Description

개폐기{SWITCH}

본 발명은 배선용 차단기나 누전 차단기 등에 이용할 수 있는 접점 사이에 발생하는 아크를 소호하며 전로를 개방하는 개폐기에 관한 것이다.

종래의 개폐기로서, 자성체로 구성된 U자 형상의 자기 요크와, 아크를 전류(轉流)하기 위한 아크 혼을 일체로 하여 형성하고, 자기 요크를 가동 접촉자의 가동 범위와 중첩되지 않도록 고정 접점과 폐극 상태에 있는 가동 접촉자를 2방향으로부터 덮도록 배치함으로써 아크 또는 가동 접촉자에 작용하는 전자력을 강화하여, 아크를 접점 상으로부터 신속하게 트립하는 것을 가능하게 하도록 한 회로 차단기가 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제 1996-227648 호 공보(제 7 항, 도 1)

상기와 같은 종래의 개폐기에서는, 고정 접촉자를 흐르는 전류에 의해서 생기는 아크를 아크 혼으로 전류시키는 자속이, 자기 요크와 아크 혼을 일체로 함으로써 형성되는 자기 회로에 의해서 우회하기 때문에 상기 자속이 아크에 작용하지 않아서, 아크를 전류시키는 전자력을 강화하는 효과를 충분히 얻을 수 없다. 따라서, 접점 상으로부터의 아크의 트립이 곤란하게 되는 수 100A 이상의 과부하 전류 영역 및 수 kA 이상의 단락 전류 영역에 있어서, 접점 상에 아크가 장시간 교착해버려, 접점 열화가 생긴다. 이것에 의해, 접촉 저항이 증대하여, 접점 사이의 온도 상승을 일으키는 일이 있다. 또한, 접점 상으로부터 아크 혼에 아크를 전류시켜도, 아크 혼과 자기 요크 사이에 자기 회로가 형성되어 아크가 자기 요크측에 흡인되기 때문에, 아크가 접점 상에 되돌려져, 접점의 열화나 차단 신뢰성이 저하할 우려도 있다. 또한, 자기 요크에 있어서는, 수 kA 이상의 단락 전류 영역에서는 전류에 의해서 생기는 자속 밀도가 높아져 자기 포화를 일으키기 때문에, 자기 요크에 의한 아크를 아크 혼에 전류시키는 전자력을 높이는 효과는 저하하여, 충분한 전자력을 작용하지 못하고 접점의 열화 뿐만이 아니라 차단 신뢰성도 저하하여 버린다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 과제를 해소하기 위해서 이루어진 것이며, 자기 요크와 아크 혼을 일체로 하여도, 수 100A 내지 수 kA 이상의 전류가 흐르는 경우에 있어서도 가동 접촉자 또는 아크에 충분한 전자력을 작용시켜, 접점 열화의 억제나 차단의 신뢰성이 향상된 개폐기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 개폐기는, 접리 가능하게 마련된 한쌍의 접점 중, 한쪽 접점이 마련되며 상기 한쪽 접점에 도달하는 전로에 반발 전로 및 흡인 전로가 형성된 제 1 접촉자와, 상기 한쌍의 접점 중, 다른쪽 접점이 마련된 제 2 접촉자와, 상기 한쪽 접점 상에 형성되는 아크 발생 공간 중 적어도 일부에 대향하도록 마련된 자기 요크부와 상기 반발 전로에 전기적으로 접속된 아크 혼부가 자성체에 의해서 일체로 형성되어, 상기 자기 요크부와 상기 아크 혼부를 연결하는 자로에 자기 저항이 높아지도록 한 단면적 축소부가 개재된 자기 요크형 아크 혼을 구비한 것이다.

본 발명에 있어서는, 자기 요크부와 아크 혼부를 일체로 한 자기 요크형 아크 혼의 자기 요크부와 아크 혼부 사이에 자기 저항이 높아지도록 한 단면적 축소부를 마련하도록 했으므로, 예를 들면 수 100A 내지 수 kA 이상의 넓은 전류 영역에서, 아크를 아크 혼에 전류시키는 전자력을 높일 수 있어서, 접점의 열화가 억제되는 동시에 차단 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 부품 점수가 증가하는 일이 없기 때문에, 비용을 증가시키지 않고 성능 강화가 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 개폐기의 개극 상태에 있어서의 기구부 및 릴레이부와 소호실 부분의 중요부 구성을 도시하는 측면도,
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 개폐기의 개극 상태에 있어서의 소호실 부분의 중요부 구성을 도시하는 조립 사시도,
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 자기 요크형 아크 혼에서 형성되는 자기 회로를 종래의 경우와 비교하여 도시하는 설명도,
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 소호판 및 아크 보호 커버 부근의 중요부 구성을 도시하는 도면이며, 도 4의 (a)는 측면 단면도, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 Ⅳb-Ⅳb선에 있어서의 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 자기 요크형 소호판을 도시하는 사시도,
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 아크 보호 커버 부근의 중요부 구성을 도시하는 소호실부의 짧은 측면 방향의 중앙에서 절단한 단면도,
도 7은 본 발명의 실시형태 4에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 아크 보호 커버 부근의 중요부 구성을 도시하는 측면도,
도 8은 본 발명의 실시형태 5에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 고정 접촉자의 중요부 구성을 도시하는 사시도,
도 9는 본 발명의 실시형태 6에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 고정 접촉자의 중요부 구성을 도시하는 사시도,
도 10은 본 발명의 실시형태 7에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 소호판을 도시하는 사시도,
도 11은 본 발명의 실시형태 7에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 고정 접촉자의 중요부 구성을 도시하는 사시도.

(실시형태 1)

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 실시형태 1에 따른 개폐기의 개극 상태에 있어서의 기구부 및 릴레이부와 소호실 부분의 중요부 구성을 개략적으로 도시하는 측면도와 조립 사시도이다. 또한, 각 도면을 통하여 동일 부재, 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고 있다. 도면에 있어서, 개폐기를 구성하는 하우징(1)은, 절연물에 의해서 성형된 케이스(11) 및 커버(12)로 이루어지며, 하우징(1)의 양단부에는, 외부의 전력 회로와 접속되는 단자부(21, 31)가 배치되며, 중앙부에는 후술하는 소호실(A)이나 구동 기구부(7) 등의 수용부(13)가 마련되어 있다.

수용부(13)에는, 단자부(21)와 일체적으로 형성되고, 반발 전로(22)와 흡인 전로(23)로 형성되며 상기 반발 전로(22)의 소정부에 고정 접점(한쪽 접점) (24)이 마련된 고정 접촉자(제 1 접촉자)(2)와, 고정 접점(24)에 접리하는 가동 접점(다른쪽 접점)(32)을 갖고, 회전축(33)의 주위로 회동하도록 마련된 가동 접촉자(제 2 접촉자)(3)와, 이러한 가동 접촉자(3)의 선단과 대향하도록 고정 접촉자(2)의 상방에 배치되며, 개극 시에 고정 접점(24)과 가동 접점(32)의 사이에 발생하는 아크(도시 생략. 이하도 동일하게 생략함)를 취입 냉각하기 위한, 복수 매의 소호판을 소정 간격으로 보지하여 중첩된 소호 그리드(4)가 마련되어 있다.

수용부(13)에는, 또한, 아크 또는 고정 접점(24) 중 적어도 일부를 사이에 두고 그 양측부에 대향하도록 대칭적으로 마련된 한쌍의 자기 요크부(51)와, 한쌍의 자기 요크부(51) 상호를 접속하도록 마련된 아크 혼부(52)와, 상기 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52) 사이에 개재되어 상기 접속부를 구성하고, 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52) 사이에 형성되는 자기 회로의 단면적을 축소한 단면적 축소부(53)를 갖는 자성체로 일체 형성된 자기 요크형 아크 혼(5)이 마련되어 있다. 자기 요크형 아크 혼(5)은 고정 접촉자(2)와 동일한 전위가 되도록, 반발 전로(22)에 있어서의 고정 접점(24)에 대하여 흡인 전로(23)와의 분기부와는 반대측에서 아크 혼부(52)가 전기적, 기계적으로 고정되어 있다.

자기 요크부(51)는 흡인 전로(23)의 반발 전로(22)측 단부면의 일부와 아크 발생 공간의 사이에 상기 단부면을 아크로부터 차폐하도록 반발 전로(22)와 흡인 전로(23)의 간극부에 도면의 하단부가 인입하여, 흡인 전로(23)의 반발 전로(22)측의 단부면을 아크로부터 차폐하도록 설치되어 있다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 고정 접점(24) 상에 형성되는 아크 발생 공간에 대향하는 흡인 전로(23)의 일부는, 반발 전로(22)보다 가동 접촉자(3)의 개극 방향측에 위치하도록 형성되며, 반발 전로(22)에 대하여, 그 양측부에 대칭적으로 마련된 흡인 전로(23)와는 단차를 갖도록 구성되어 있다.

가동 접촉자(3)측의 단자부(31)는 이상 전류를 검지하여 개극 지령을 출력하는 릴레이부(6)에 전기적으로 접속되며, 또한 상기 릴레이부(6)와 상기 가동 접촉자(3)는, 해당 가동 접촉자(3)의 회전축(33)측에서 전기적으로 접속되어 있다. 상기 하우징(1) 내부에는, 릴레이부(6)로부터 출력되는 상기 개극 지령의 전달처인 구동 기구부(7) 등도 수납되어 있으며, 가동 접촉자(3)는 구동 기구부(7)에 대하여 도시 생략하고 있는 링크 기구에 의해서 회전축(33)의 주위로 회동되며, 고정 접점(24)에 대하여 가동 접점(32)이 개폐 동작되도록 구성되어 있다. 또한, 하우징(1)의 소호실(A)부를 포함한 개폐 부분은, 또한, 도 1의 지면에 전후 방향으로 복수 구분되며 2 내지 4상분 병설되어 있다(도시 생략). 또한, 자기 요크부(51)의 아크 발생 공간에 대한 아크 노출면에는 고분자 재료 등의 절연물로 구성된 아크 보호 커버(8)가 마련되어 있다.

또한, 아크 발생에 따른 열 가스를 개폐기의 외부로 방출하기 위해, 도 1의 하우징(1)의 우측부에는 도시하고 있지 않은 배기구가 마련되어 있다. 이 때문에, 아크 발생 시에 소호실(A)의 내부 압력이 상승했을 때에, 양 접점(24, 32) 사이의 공간과 상기 배기구의 사이에는 강력한 압력 구배가 생겨서, 소호 그리드(4)에 아크를 압입하는 가스의 흐름이 발생한다. 또한, 이 실시형태 1에서는 상기 자기 요크형 아크 혼(5)을 고정 접촉자(2)에 대하여 마련했을 경우에 대해 설명하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 소호판이나 소호 그리드(4)의 형상, 그 밖에 도시하고 있지 않은 부분의 구성 등은, 예를 들면 특허문헌의 종래 기술 등과 동일하다.

다음에, 상기와 같이 구성된 실시형태 1의 동작에 대하여, 본 발명의 전형적인 특징 부분인 상기 자기 요크형 아크 혼(5)에서 형성되는 자기 회로와 전자력 개선의 효과에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 단면적 축소부(53)를 갖는 자기 요크형 아크 혼에서 형성되는 자기 회로를 종래의 경우와 비교하여 도시하는 설명도이며, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 반발 전로(22)를 흐르는 전류에 의한 자속을 개념적으로 도시하는 것이며, 도 3의 (a)는 단면적 축소부(53)를 가지지 않는 종래의 자기 요크형 아크 혼의 경우를 도시하고, 도 3의 (b)는 실시형태 1의 경우를 도시하고 있다. 도 3의 (c)는 실시형태 1의 흡인 전로(23)를 흐르는 전류에 의한 자속을 개념적으로 도시하고 있다. 또한, 도 3의 (a)에 도시된 자기 요크형 아크 혼(5)은, 편의상, 본 발명의 실시형태 1과 동일한 것이며, 화살표(B)로 나타낸 자속만이 이하에 설명하는 종래의 자기 요크형 아크 혼의 경우에 대응한다. 또한, 흡인 전로(23) 등은 편의적으로 플랫으로 나타내고 있으므로, 도 1 및 도 2와는 일치하고 있지 않다.

종래의 고정 접촉자는 도 3의 (a)에 도시하는 1개의 반발 전로와 2개의 흡인 전로로 형성되며, 단면적 축소부(53)가 없는 자기 요크형 아크 혼에 의해 반발 전로 및 흡인 전로로부터 발생하는 자속의 형태는 이하와 같이 된다.

우선, 반발 전로 내를 흐르는 전류로부터 발생하는 자속은, 실선의 화살표(B)로 나타내는 바와 같이, 자기 요크형 아크 혼에 의해 상기 자속의 일부가 상기 고정 접점 상에 있는 아크 발생 공간을 통과하지 않고, 아크 혼부를 통과하기 때문에, 아크를 구동하기 위한 전자력이 저하하여 버린다. 특히 아크의 소호가 곤란한 수 100A 이상의 과부하 전류 영역에 있어서는, 상기 자기 요크부에 의한 전자력의 개선 효과를 충분히 이용할 수 없으면 차단 시간이 연장될 우려가 있다고 하는 문제가 있었다. 또한, 도 3의 (a)의 화살표(B) 중, 파선으로 나타내는 부분은 도면의 지면의 하측 부분을 도시한다.

이것에 대하여, 실시형태 1에 따른 단면적 축소부(53)를 갖는 자기 요크형 아크 혼(5)을 구비한 개폐기에서는, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52) 사이에 자기 저항을 높이도록 자기 회로의 단면을 축소한 단면적 축소부(53)가 형성되어 있으므로, 아크 혼부(52)를 통과하는 자속이 저감되어, 자기 회로의 단면 축소부에서 자기 포화를 일으키기 쉬워진다. 따라서, 자속이 상기 아크 혼부를 통과하기 어려워져, 도 3의 (b)의 화살표(C)로 나타내는 바와 같이, 고정 접점(24)의 상부의 아크 공간을 통과하는 자속이 형성되어 전자력의 개선 효과가 저하하는 일 없이 안정되게 아크를 소호할 수 있게 된다.

또한, 상기 효과는 반발 전로(22) 내에 전류를 흐르게 할 필요가 있기 때문에, 흡인 전로(23)와 자기 요크형 아크 혼(5)의 사이에는 간격을 마련하여 전기적으로 멀어지게 형성해야 한다. 다만, 자기 요크형 아크 혼(5)에 반발 전로(22) 및 흡인 전로(23)에 이용되는 예를 들면 구리 등의 양도체인 재료보다, 도전율이 약 1/5 이하가 되는, 예를 들면 철계의 재료 등을 이용하는 경우에는, 자기 요크형 아크 혼(5)에 거의 전류가 흐르지 않기 때문에, 자기 요크형 아크 혼(5)과 흡인 전로(23)은 접촉하고 있어도 좋지만, 이러한 경우에서는 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 아크 혼부(52)를 반발 전로(22)의 고정 접점(24)의 배치 위치보다 아크의 구동 방향측으로 전기적으로 접촉하게 할 필요가 있다.

한편, 흡인 전로(23) 내를 흐르는 전류에 의해서 발생하는 아크의 구동을 방해하는 자속은, 도 3의 (c)의 화살표(D)로 나타내는 바와 같이, 자기 요크형 아크 혼(5)의 자기 요크부(51)에 의한 자기 실드 효과에 의해, 자속을 고정 접점(24) 상의 도시되어 있지 않은 개극 시의 가동 접점(32)과의 사이에 형성되는 아크 발생 공간에 미치지 않게 할 수 있다. 다만, 이러한 효과는 자기 요크부(51)의 두께 방향의 중심면이, 흡인 전로(23)의 중심 위치와 서로 이웃하는 반발 전로(22)의 중심 위치의 상호의 중간 위치보다 흡인 전로(23)측에 위치하면, 상기 자기 실드 효과가 작용하지 않고, 흡인 전로(23)에 의해서 발생하는 자속의 효과를 높여 버리기 때문에, 자기 요크부(51)의 두께 방향의 중심면은 상기 중간 위치보다 반발 전로(22)측에 편의시켜 배치할 필요가 있다.

또한, 상기 자기 요크부(51)가 고정 접점(24) 상에 위치하는 아크 발생 공간에 노출하고 있으면, 아크가 자기 요크부(51)에 전류하여, 자기 요크형 아크 혼(5) 내에 전류가 흘러, 그 전류에 의해 아크의 구동을 저해하는 자속이 발생하지만, 여기에서는 자기 요크부(51)의 아크 노출면에는 고분자 재료 등의 절연물로 구성한 아크 보호 커버(8)가 마련되고, 자기 요크부(51)와 아크 발생 공간이 격리되며 자기 요크부(51)의 표면이 보호되어 있다.

상기와 같이, 실시형태 1에 의하면, 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52)를 일체로 한 자기 요크형 아크 혼(5)에 있어서의 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52) 사이에 형성되는 자기 회로의 단면적을 축소하는 단면적 축소부(53)를 마련함으로써, 예를 들면 수 100A 이상의 과부하 전류 영역에 있어서의 회로 차단시에, 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52) 사이의 단면적 축소부(53)에서 자기 포화에 의한 자기 갭이 발생하여, 아크에 충분한 전자력을 작용시키는 것이 가능하게 되어서, 접점의 열화의 억제나 차단 신뢰성을 향상할 수 있다. 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52)는, 단면적 축소부(53)를 거쳐서 일체화되어 있으므로, 부품 점수를 증가시키는 일 없이, 아크에 작용시키는 전자력의 개선 효과가 얻어진다.

또한, 자기 요크부(51)에 있어서는, 수 kA를 초과하는 단락 전류가 회로 내를 흐르는 경우에는, 자기 요크부(51)의 대부분의 개소에서 자기 포화가 생겨 전자력의 개선 효과는 작아지지만, 실시형태 1에 의하면, 고정 접점(24) 상에 위치하는 아크 발생 공간에 대향하는 흡인 전로(23)의 일부를 반발 전로(22)보다 가동 접촉자(3)의 개극 방향측에 배치한 것에 의해, 자기 요크부(51)에 자기 포화가 발생하는 수 kA 이상의 대전류를 차단하는 경우에 있어서도, 흡인 전로(23)로부터 발생하는 자속에 근거하는 전자력의 저해 효과를 억제하고, 아크에 작용시키는 전자력을 높이는 것이 가능하게 되어, 자기 요크부(51)의 병용에 의해 과부하 전류 영역으로부터 단락 전류 영역에 이르기까지 넓은 전류 영역으로 차단 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 상기 자기 요크부(51)에 있어서는, 흡인 전로(23)의 반발 전로(22)측 단부면의 일부와 아크 발생 공간의 사이에 상기 단부면을 상기 아크로부터 차폐하도록 자기 요크부(51)를 배치함으로써, 아크의 구동을 저해하는 흡인 전로(23)로부터 발생하는 자속에 대한 자기 실드 효과를 더욱 높이는 것이 가능하게 되고, 상기 아크에 작용시키는 전자력이 더욱 개선되어 접점 열화의 억제나 차단 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 자기 요크부(51)의 아크 발생 공간에 대한 아크 노출면에는 고분자 재료 등의 절연물로 구성된 아크 보호 커버(8)가 마련되며, 자기 요크부(51)를 아크 발생 공간으로부터 격리되도록 했으므로, 자기 요크부(51)에 상기 아크가 전류하기 어려워지는 동시에, 아크에 대한 세극 효과(아크 수축 효과)를 얻기 위해, 한류 성능을 높일 수 있다. 또한, 아크 보호 커버(8)로부터 발생하는 용발 가스(냉각 가스)에 의한 가스 흐름 등의 이용으로부터 아크를 구동할 수 있어서, 아크 혼부(52)나 소호 그리드(4)에 아크를 용이하게 인입할 수 있다.

(실시형태 2)

도 4는 본 발명의 실시형태 2에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 소호판 및 아크 보호 커버 부근의 중요부 구성을 도시하는 도면이며, 도 4의 (a)는 측면 단면도, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 IVb-IVb선에 있어서의 단면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 자기 요크형 소호판을 도시하는 사시도이다. 도면에 있어서, 자기 요크형 소호판(9)은 아크로의 전자력을 높이기 위해 간격을 두고 대향된 한쌍의 자기 요크부(91)와, 이러한 한쌍의 자기 요크부(91) 상호를 연결하도록 마련된 아크를 소호하기 위한 소호부(92)와, 자기 요크부(91)와 소호부(92) 사이를 연결하는 부분에 개재되며, 그들 자기 요크부(91)와 소호부(92)를 통과하도록 형성되는 자로의 단면적을 작게 한 단면적 축소부(93)가 마련되며 좌우 대칭으로 일체적으로 형성되어 있다.

또한, 상기 자기 요크부(91)에 있어서는, 고정 접점(24) 상의 아크 발생 공간에 대한 자기 요크부(91)의 아크 노출면을 아크 보호 커버(8A)로 보호함으로써, 자기 요크부(91)에서의 아크의 전류를 저지하는 동시에, 아크 보호 커버(8A)의 용발 현상으로부터 생기는 어블레이션 효과에 의해 한류 성능을 높이고 있다. 또한, 고정 접촉자(2)의 고정 접점(24)보다 도시되어 있지 않은 배기구측(도 4의 우측)에는, 아크 혼(25)이 마련되어 있다. 또한, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이 반발 전로(22)는 도면의 좌우의 흡인 전로(23)보다 약간 가동 접점측에 위치하도록 형성되어 있다. 그 이외의 구성은 실시형태 1과 동일하다.

상기와 같이 구성된 실시형태 2에 의하면, 아크를 용이하게 아크 혼(25)측으로 구동할 수 있는 동시에 가동 접촉자(3)의 고속 개극이 가능하게 된다. 따라서, 가동 접촉자(3)의 개극이 진행하면, 아크는 자기 요크형 소호판(9)의 소호부(92)로 유도되지만, 이러한 경우에 자기 요크부(91)와 소호부(92) 사이에서 자기 포화가 발생하는 것과, 아크의 열에 의해 소호부(92) 또는 자기 요크부(91)와 소호부(92)의 사이에 퀴리 온도를 초과하여 자성이 유지할 수 없게 되는 것에 의한 효과로부터 자기 요크부(91)와 소호부(92) 사이의 단면적 축소부(93)에서 자기 갭이 발생하기 때문에, 아크에 대한 자기 요크부(91)로의 흡인력은 작용하기 어려워져, 소호에 도달하기까지 아크를 안정되게 소호부에 정류시킬 수 있다.

(실시형태 3)

도 6은 본 발명의 실시형태 3에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 아크 보호 커버 부근의 중요부 구성을 도시하는 소호실부의 짧은 측면 방향의 중앙에서 절단한 단면도이다. 도면에 있어서, 자기 요크형 아크 혼(5)은 도 2에 도시하는 실시형태 1과 동일하게 형성되어 있다. 그리고, 상기 자기 요크형 아크 혼(5)을 보호하는 아크 보호 커버(8B)는 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52)의 사이의 일부를 아크에 노출시키도록 창 구멍(81)이 형성되며, 이러한 예에서는 단면적 축소부(53)의 일부로부터 아크 혼부(52)에 도달하는 부근에 아크 노출부(E)가 마련되어 있다. 또한, 반발 전로는 해칭으로 나타내는 바와 같이 흡인 전로보다 약간 가동 접점측에 위치하도록 형성되어 있다. 그 이외의 구성은 실시형태 1과 동일하다.

상기와 같이 구성된 실시형태 3에 있어서는, 아크 보호 커버(8B)에 창 구멍(81)이 마련되어 있는 것에 의해, 아크의 아크 열에 의해 아크 보호 커버(8B)로부터 용발 가스가 용이하게 발생하기 때문에, 고정 접점(24) 부근에서는 압력이 높고, 아크 혼부(52) 부근에서는 압력이 낮아지는 상황이 된다. 따라서, 상기 아크를 아크 혼부(52)에 유도하기 위한 압력 구배에 의한 힘이 발생하여, 용이하게 아크를 아크 혼부(52)로 이동시킬 수 있다. 또한, 아크 혼부(52)로 이동한 아크의 아크 열에 의해 아크 혼부(52)와 자기 요크부(51) 사이의 아크 노출부(E)가 가열되며, 자기 요크형 아크 혼(5)의 아크 노출부(E)는 퀴리 온도를 초과하는 온도까지 도달한다.

따라서, 실시형태 3에 의하면, 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52)의 사이를 아크에 노출함으로써, 이 개소의 온도가 퀴리 온도를 초과하여 아크 노출부(E)의 자성이 없어지기 때문에, 아크와 자기 요크부(51)의 사이의 자기 갭이 확대하고, 아크에 대한 자기 요크부(51)로의 흡인력의 작용은 저감하여, 소호에 도달하기까지 아크를 안정되게 아크 혼부(52)에 정류시킬 수 있다. 또한, 상기 자기 요크형 아크 혼(5)에 있어서는, 아크 열에 의해 아크 노출부(E)가 용융하여, 자기 요크부(51)와 아크 혼부(52)의 사이의 자기 회로 단면을 축소한 단면적 축소부(53)가 용융에 의해 절단할 우려가 있지만, 도 6에 도시하는 바와 같이 특히 상기 단면이 작아지는 단면적 축소부(53)의 일부는 아크 보호 커버(8B)로 보호되도록 형성함으로써, 절단의 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.

(실시형태 4)

도 7은 본 발명의 실시형태 4에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 아크 보호 커버 부근의 중요부 구성을 도시하는 측면도이다. 도면에 있어서, 자기 요크형 아크 혼(5A)은, 자기 요크부(51A)가 고정 접점(24)에 대향된 부분으로부터, 대략 가동 접촉자(3)의 선단부 및 가동 접점(32)의 개극 궤도를 따르도록 가동 접점(32)의 개극 위치의 가까이까지 도면의 상부 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 그리고, 그 상부 방향으로 신장된 자기 요크부(51A)는, 아크 보호 커버(8C)로 덮여 있으며, 전류 차단시에 형성되는 아크에 대하여 격리되어 있다. 그 이외의 구성은 실시형태 1과 동일하다.

상기와 같이 구성된 실시형태 4에 있어서는, 자기 요크부(51A)를 가동 접점(32)의 개극 위치의 가까이까지 신장한 것에 의해, 반발 전로(22)(도 2 참조)로부터 발생하는 자속에 근거하는 아크를 아크 혼부(52) 및 소호 그리드(4)에 유도하기 위한 전자력, 또는, 가동 접촉자(3)를 개극시키기 위한 전자력을 가동 접점(32)의 개극 위치 가까이에 도달하기까지 높일 수 있기 때문에, 가동 접촉자(3)의 고속 개극과 아크로의 전자력에 의해 신속하게 전류를 한류할 수 있게 된다. 또한, 아크 보호 커버(8C)가 양 접점(24, 32) 사이에 위치하기 때문에, 아크 보호 커버(8C)로부터 발생하는 용발 가스의 영향에 의해, 일단 소호 그리드(4)의 안쪽(도면의 우측)으로 이동한 아크가 양 접점 사이로 되돌아오기 어려워지기 때문에, 아크의 소호가 안정되어, 차단 신뢰성이 향상한다고 하는 효과가 얻어진다.

(실시형태 5)

도 8은 본 발명의 실시형태 5에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 고정 접촉자의 중요부 구성을 도시하는 사시도이다. 이러한 실시형태 5는, 실시형태 1에 있어서의 자기 요크형 아크 혼을 더욱 변형한 것이다. 도면에 있어서, 자기 요크형 아크 혼(5B)에 있어서의 아크 혼부(52B)는, 흡인 전로(23)를 통류하는 전류의 방향으로 직교하는 방향의 양단부가 도 8의 지면 하부 방향으로 절곡 형성되며, 흡인 전로(23)와 반발 전로(22)의 사이의 간극에 인입하고 있다. 그리고, 자기 요크부(51B)의 도면에 있어서의 하단부와, 상기 아크 혼부(52B)와 자기 요크부(51B)를 접속하는 단면적 축소부(53B)도 흡인 전로(23)와 반발 전로(22)의 사이의 간극에 인입하도록 형성되어, 설치되어 있다. 또한, 반발 전로(22)와 흡인 전로(23)는 대략 동일 평면에 마련되어 있다. 그 이외는 실시형태 1과 동일하다.

상기와 같이 구성된 실시형태 5는, 자기 요크형 아크 혼(5B)을 구성하는 금속판 중, 단면적 축소부(53B) 등이 아크 발생 공간측에 대향하지 않도록 구성한 것이다. 이러한 구성에 의해, 아크 혼부(52B)에 전류한 아크로부터의 아크 열에 의한 자기 요크형 아크 혼(5B)을 구성하는 금속판의 손모로부터 자기 요크부(51B)가 탈락할 위험성을 저감시킨 것과, 상기 아크의 자기 요크부(51B)로의 흡인 작용을 저하시킬 수 있다.

또한, 자기 요크형 아크 혼(5B)의 아크 발생 공간측에 아크 보호 커버(8)(도 2에 도시)를 배치하는 경우에는, 아크 혼부(52B) 부근에 있어서의 아크 보호 커버(8)를 배치하는 공간이 확대하기 때문에, 상기 아크 혼부(52B)에 전류한 아크의 아크 열에 의해 아크 보호 커버(8)가 다소 손모했다고 하여도, 아크에 안정되게 아크 보호 커버(8)에 의한 어블레이션 효과를 작용시킬 수 있다. 따라서, 다수 회의 전류 차단을 실행하는 경우에 있어서도, 아크의 소호 성능이 저하하는 일이 없기 때문에, 차단의 신뢰성을 향상할 수 있다.

(실시형태 6)

도 9는 본 발명의 실시형태 6에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 및 고정 접촉자의 중요부 구성을 도시하는 사시도이다. 이러한 실시형태 6에서는, 자기 요크형 아크 혼(5C)의 아크 혼부(52C)의 체적을 확대한 것과, 상기 아크 혼부(52C)와 자기 요크부(51C)의 사이에 위치하는 자기 회로의 단면적 축소부(53C)의 자기 저항을 더욱 높인 것을 특징으로 하고 있으며, 실시형태 5의 변형 예에 상당한다. 도 9에 있어서, 아크 혼부(52C)는, 흡인 전로(23)를 흐르는 전류의 방향에 직교하는 방향의 단부(52C1)가 흡인 전로(23)의 상면부에 도달할 때까지 연장되어 있다. 그리고, 단면적 축소부(53C)는, 상기 단부(52C1)에 있어서의 자기 요크부(51C)측을 해당 자기 요크부(51C)측에 좁은 자로로 연장하고, 더욱 중앙부의 반발 전로(22) 방향으로 흡인 전로(23)와 반발 전로(22)의 사이까지 연장하고, 그곳으로부터 흡인 전로(23)와 반발 전로(22)의 사이의 간극에 인입하도록 도면의 하부 방향으로 절곡하고, 자기 요크부(51C)의 도면의 하단부로부터 연장된 쪽에 접속되도록, 굴곡하여 형성되어 있다. 그 이외의 구성은 실시형태 5와 동일하다.

상기와 같이 구성된 실시형태 6에 있어서는, 아크 혼부(52C)의 체적을 실시형태 5보다 확대하는 동시에, 아크 혼부(52C)와 자기 요크부(51C) 사이의 단면적 축소부(53C)의 자기 저항을 더욱 높인 것에 의해, 아크를 아크 혼부(52C)측에 구동하기 위한 전자력이 더욱 높아져, 아크 혼부(52C)의 열용량의 확대로부터 아크 혼부의 내소모성이 개선되어, 차단의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 도면에 도시하는 흡인 전로에 있어서는, 단면적 축소부(53C)를 아크 혼부의 아크 발생 공간과는 반대측으로 배치하고 있지만, 실시형태 1과 같이 아크 발생 공간 측에 배치하여도 좋다.

(실시형태 7)

도 10은 본 발명의 실시형태 2에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 소호판의 변형 예를 도시하는 사시도, 도 11은 본 발명의 실시형태 6에 따른 개폐기에 있어서의 자기 요크형 아크 혼 변형 예를 도시하는 사시도이다. 이러한 실시형태 7에서는, 한 매의 판으로부터 절곡하여 형성된 상기 자기 요크형 소호판과, 상기 자기 요크형 아크 혼의 아크 혼부 및 소호부를 절곡에 의해 이중으로 중첩하여 구성하고 있다. 이러한 실시형태 7에 의하면, 아크의 전류처에 해당하는 소호부 및 아크 혼부의 내소모성이 개선되어, 차단의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 이러한 발명의 범위 내에 있어서, 각 실시형태의 일부 또는 전부를 자유롭게 조합하거나 각 실시형태를 적절히, 변형, 생략하거나 하는 것이 가능하다.

1 : 하우징 11 : 케이스
12 : 커버 13 : 수용부
2 : 고정 접촉자(제 1 접촉자) 21 : 단자부
22 : 반발 전로 23 : 흡인 전로
24 : 고정 접점(한쪽 접점) 25 : 아크 혼
3 : 가동 접촉자(제 2 접촉자) 31 : 단자부
32 : 가동 접점(다른쪽 접점) 33 : 회전축
4 : 소호 그리드 5, 5A, 5B, 5C : 자기 요크형 아크 혼
51, 51A, 51B, 51C : 자기 요크부 52, 52B, 52C : 아크 혼부
52C1 : 단부 53, 53B, 53C : 단면적 축소부
6 : 릴레이부 7 : 구동 기구부
8, 8A, 8B, 8C : 아크 보호 커버 81 : 창 구멍
9 : 자기 요크형 소호판 91 : 자기 요크부
92 : 소호부 93 : 단면적 축소부
A : 소호실 E : 아크 노출부

Claims (12)

1. 접리 가능하게 마련된 한쌍의 접점 중 한쪽 접점이 마련되며 상기 한쪽 접점에 도달하는 전로에 반발 전로 및 흡인 전로가 형성된 제 1 접촉자와,
   상기 한쌍의 접점 중 다른쪽 접점이 마련된 제 2 접촉자와,
   상기 한쪽 접점 상에 형성되는 아크 발생 공간 중 적어도 일부에 대향하도록 분리하여 이격 배치된 2매의 판으로 형성된 자기 요크부와, 상기 자기 요크부의 일단에 상기 자기 요크부의 2매의 판을 서로 연결하며, 상기 반발 전로에 전기적으로 접속된 아크 혼부가 자성체에 의해서 일체로 형성되며, 상기 자기 요크부와 상기 아크 혼부를 연결하는 자로에 상기 2매의 자기 요크부 사이의 자기 저항이 높아지도록 한 단면적 축소부가 개재된 자기 요크형 아크 혼을 구비하는 것을 특징으로 하는
   개폐기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 아크 혼부는 상기 흡인 전로를 통류하는 전류의 방향에 직교하는 방향의 양단부가 상기 흡인 전로와 상기 반발 전로 사이의 간극에 인입하도록 절곡 형성되며, 상기 단면적 축소부는 상기 간극 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
   개폐기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 아크 혼부에 있어서의 상기 양단부를, 상기 흡인 전로를 통류하는 전류의 방향에 직교하는 방향으로 더욱 연장함으로써 상기 아크 혼부의 열용량을 증대시킨 것을 특징으로 하는
   개폐기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 아크 혼부를 절곡하여 2단 이상으로 중첩되도록 형성함으로써 상기 아크 혼부의 열용량을 증대시킨 것을 특징으로 하는
   개폐기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 한쪽 접점 상에 위치하는 아크 발생 공간에 대향하는 상기 흡인 전로 중 적어도 일부가 상기 반발 전로보다 상기 제 2 접촉자의 개극 방향측에 배치된 것을 특징으로 하는
   개폐기.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 한쪽 접점 상의 아크 발생 공간에 대향하는 상기 자기 요크부의 아크 노출면 중 적어도 일부에, 아크로부터 상기 제 1 접촉자와 상기 자기 요크형 아크 혼을 격리하는 절연물로 이루어지는 아크 보호 커버를 마련한 것을 특징으로 하는
   개폐기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 자기 요크부 및 상기 아크 혼부 사이의 적어도 일부가 아크에 노출되도록 한 것을 특징으로 하는
   개폐기.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자기 요크부는 상기 흡인 전로의 상기 반발 전로측의 단부면을 상기 아크로부터 차폐하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
   개폐기.
9. 접리 가능하게 마련된 한 쌍의 접점 중 한쪽 접점이 마련되며 상기 한쪽 접점에 도달하는 전로에 반발 전로 및 흡인 전로가 형성된 제 1 접촉자와,
   상기 한쌍의 접점 중 다른쪽 접점이 마련된 제 2 접촉자와,
   개극 시에 상기 한쌍의 접점 상호의 사이에 생기는 아크를 소호할 수 있는 위치에 마련된 소호 그리드와,
   상기 한쪽 접점 상에 형성되는 아크 발생 공간 중 적어도 일부에 대향하도록 마련된 자기 요크부와 아크를 소호하기 위한 소호부가 자성체에 의해서 일체로 형성되며, 상기 자기 요크부와 상기 소호부를 연결하는 자로에 자기 저항이 높아지도록 한 단면적 축소부가 개재된 자기 요크형 소호판과,
   상기 자기 요크부의 아크에 대한 노출면 중 적어도 일부에, 아크로부터 상기 제 1 접촉자와 상기 자기 요크부를 격리하는 절연물로 이루어지는 아크 보호 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는
   개폐기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자기 요크부 및 상기 소호부 사이의 적어도 일부가 아크에 노출되도록 한 것을 특징으로 하는
    개폐기.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 소호부를 절곡하여 2단 이상으로 중첩되도록 형성함으로써 상기 소호부의 열용량을 증대시킨 것을 특징으로 하는
    개폐기.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 자기 요크부는 상기 흡인 전로의 상기 반발 전로측의 단부면을 상기 아크로부터 차폐하도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    개폐기.

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