WO1984002032A1 - Switch - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称

開閉器

技術分野

本発明は電流の開閉を行う 開閉器， 特にその消弧機構 に関する も のであ る。

背景技術

本発明の主たる適用開閉器 と して電磁接触器や配線用 し ゃ断器を挙げる こ とができ る。

ま ず第 1 図に従つ て従来の電磁接触器の 1 例について 説明する。 第 1 図において ， （1)はプ ラ スチ ッ ク で成形さ れた取付台 ， （2)は この取付台上にケィ 素鋼板で積層され た固定鉄心 ， （3)は固定鉄心（2)に対向 して設置されこれと 同 じ く ケィ 素鋼板で積層された可動鉄心 ， （4)は可動鉄心 (3) と 固定鉄心 ） 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 ， ^窓を有する ク ロ ス バーで ， その下端で は可動鉄心 ） を保持 している。 （6)は上記ク ロ ス バ 一（⁵)の 角窓に挿入されて押 しばね（⁷)に よ D押圧保持されている 可動接触子， （⁶A)は可動接触子（6)に設け られた可動接点 , (8)は可勤接触子（⁶) と对向 して設け られ ， 電流を導通さ せる 固定接触子， （SA)は この固定接触子（8)に設け られた 固定接点 ， （S C )は同 じ く こ の固定接触子（8) の端子部を示 す。 （⁹)は電磁接触器本体を外部回路 と接続するための端

OMPI

、 ' 藝— 子ね じ， Mは固定接触子 ）を取付けるベー ス ， αΐ)は電磁 接触子上面を覆 う カバーである。 そ して固定接触子（8) と 固定接点 （SA)との取付態様は第 ² 図（_a) (b)に拡大 して示す 口 ぐ である。

上記構成を有するため ， この従来の電磁接触器にお て ， 操作コ イ ル )を消磁する と ， 図示されない引外 しば ねに よ ]) 可動鉄心 ）が固定鉄心（²) よ ]? 開離 し， ク ロ スバ — (5) も ， 第 1 図に示す状態を 占め ， 固定接点 （⁸人）と 可動 接点 （⁶A)とが開離 して固定接点 （SA)と可動接点 （⁶A)との 間にアーク （13が生じるが， このアーク（13は電流零点にお いて消弧され電流が しゃ断される こ と に ¾ る。

と ころで， 従来の電磁接触器においては第 3 図に示す よ う に ， アーク （13は， 可動接触子（6)の導通電流 I が作る 磁界に基づ く 駆動力 Fiと ， 固定接触子（S)の導通電流 I が 作る磁界に基づ く 駆動力 F₂と を受けるが， これ ら と F ₂ の大き さがほぼ同一で向 き が逆であるため ， アーク （13は 可動接点 （6A)と 固定接点 （8A)の上で膠着する こ とになる 。 この よ う に ， アーク（L2)の駆動が行われるいの で ， 従来 の電磁接触器においては良好な しゃ断性能が得 られず， ま た ， アーク の足が接点外に転移されないため ， 接点消 耗が多い とい う 欠点を有 していた。

発明の開示

本発明は ， 叙上の点に鑑み ， 固定接触子自体の構成に 改変を加える こ とに よ ]) ， 接点消耗を低減させる と と も

O PI

WIPO - に ， しゃ断性能を改善させる こ とを 目 的 と して された も のである。

この発明の第 1 の 目 的は ， 固定接触子の固定接点接合 部近傍に切抜き 中空部を設ける と と も に ， この中空部の 接点寄 端部に固定接触子 と電気的につるがるアーク ラ ンナを設け ， このアーク ラ ンナを中空部上に延在させる よ う にする こ と に よ ！） ， 固定接点の消耗低減と しゃ 断性 能の著 しい改善と を達成する こ と にある。

こ の発明の別の 目 的は ， 固定接触子における他端 と固 定接点接合部 との間に く i? 抜かれた空間部を設け ， かつ 上記固定接点接合部 と上記空間部と の間の上記固定接触 子にその一端が電気的に接続されたアーク ラ ン ナ を有 し ， このアーク ラ ンナが上記固定接触子 と可動接触子 との 対向面に対 し傾斜を持っ て消弧空間に存在する よ う に し ， それに よ J しゃ断性能を改善 し ， ま た上記接点消耗を 低減させる こ と にあ る。

さ らに ， この発明の別の 目 的は ， 固定接触子の固定接 点接合部近傍に切抜き 中空部を設ける と と も に ， こ の中 空部の接点寄 J 端部に固定接触子と電気的につながる倒 L 字状のアーク ラ ンナを設け ， このァ一ク ラ ンナの水平 辺を中空部上に延在させかつ中空部下部 よ 外部へ通 じ る連通路を設ける よ う にする こ と に よ ]? , 固定接点の消 耗低減と しゃ断性能の一層の改善と を達成する こ と にあ 0 図面の簡単な説明

第 1 図は従来の電磁接触器の部分断面図 ， 第 2 図（_a)， (bjは第 1 図の も のの固定接触子を示す拡大図， 第 3 図は 従来の電磁接触器における固定接触子のアーク動作を説 明するための説明図 ， 第 4 図及び第 5 図は本発明の一実 施例に係る固定接触子の各動作説明図 ， 第 6 図は本発明 の他の実施例を示す側面図 ， 第 7 図は この発明のさ らに 他の実施例に よ るアークの消弧機構を説明する説明図 ， 第 8 図 と第 9 図はこの発明のさ らに他の実施例を示す説 明図 ， 第 10図はこの発明のさ らに他の実施例を示す側面 図である。

発明を実施するための最良の形態

第 4 ， 5 , ⁶ 図に示す実施例について本発明を説明す る と ， 実施例の電磁接触器は固定接触子（8)の形犾を除け ば従来の電磁接触器と同様であるので ， 第 4 図には固定 接触子（S)のみの形状を示 している。 図示の よ う に固定接 触子（8)の接点接合部近傍に切抜き 中空部 （SD)を設ける と と も に ， この中空部 （8D)の接点寄 ]?端部第 4 図の左側端 部に倒 L 字状の了一ク ラ ンナ （8B)を切 j9 起こ して設けて いる。 このため ， 固定接触子（8)を流れる電流 I は中空部 (⁸ D)の両側に I i _Aと I _1Bに分れて流れ， アーク（12)に流入 する。 これ ら電流に基づいてアーク に作用する力が第 4 図（b)に矢印で示されている。 これには固定接触子（8)を流 れる電流 I _{l A}と l i sに よ る力がそれぞれ F_{l A}と F_{1 B}と し て図示方向に作用する よ う に示されてお ]) ， と F_{1 B} 合力が 1 で示されている。 ま た ， 一方可動接触子（6)を流 れる電流に よ る力は F₂で示されている。 こ こで， 図にお いて F₂ 2 F_1A - 2 F_{1 B}であるか ら ， F₂ 〉 と る。 したがって， アーク （13は固定接触子のアーク ラ ンナ （8B) の方'向に駆動され ， 固定接点 （8A)上のアーク 2の足は第 5 図に示 したアーク （ 12 A ) の よ う にアーク ラ ンナ （8B) 上に転移する。 アーク ラ ンナ （SB)に一且転移する と ， ァ —ク （12)はアーク ラ ンナ （8B)を流れる電流に よ って一層駆 動されて高速度でアーク ラ ンナ （ 8B)上をアーク （ 12 B ) の よ う に走行するのでアーク （13は更に伸延されて消弧さ れる こ と に ¾ る。 この よ う に上述の電磁接触器に よれば

， 了 一 ク （12)が引 き 伸ばされつつア ー ク ラ ン ナ （ 8B)の上を 高速走行 し， 電流零点を抑えるため ， アーク tt²)の陽光柱 の荷電粒子の拡散が速やかに行われ， かつア ー ク な²)の足 の部分の冷却効果が大き く ]9 ， これに よ 優れた しや 断性能を保持させる こ とができ る。 ま たアーク ^の足が 固定接点 （8A)か らアー ク ラ ンナ （8B)上に転移するので， 固定接点 （SA)の消耗が著 し く 低減され得る。 お ， 固定 接触子（8)の形状は， 第 ⁶ 図の よ う に ， U字状端部 （SC)を 有する端子形状であっ て も ， 第 4 図の場合と同様な効果 が得 られるのは言 う ま で も ない。

と ころで， ァ一ク ラ ンナ （8B)上を走行するアーク （ 12 A ) は ， アーク ラ ンナ （SB)が固定接触子（S)に接近 して設 一 OMH ,. wipo け られているため ， 固定接触子（S)を流れる電流に よ って 反力を受け走行速度が低減される恐れがある。 そのため ， 固定接触子（8)を流れる電流が作る磁界に よ るアーク恵 動反力を低減 し， しゃ断性能をいつそ う 改善する必要が ある こ とが判明 した。

第 7 図はこの問題を解決するための他の一実施例に よ る了一ク （12の消弧機構を説明するための図である。 図に お て ， アーク ラ ンナ （SB )は固定接触子（8) と可動接触子 (6) との対向面に対 し傾斜を持っ て ， こ の例では直線状に 消弧空間に存在 している。 こ こで ， 消弧空間 とは固定接 触子（8)を含む面と可動接触子（S)を含む面とではさまれ， かつアーク （13が存在し得る空間を言う 。

固定接点 （ 8A)と可動接点 （ SA)の間に生 じたアーク（13は 先の第 4 〜 6 図 に示 した実施例の場合と全く 同一の理由 でァ 一 ク ラ ン ナ （8 B )の方に駆動され， 固定接点 （8A)上の アーク （13 の足はアーク ラ ンナ （⁸ B )に転移 し， アーク （ 12 A ) の状態に ]? アーク ラ ンナ （SB )上を走行する。 走行 アーク （ 12 B ) は走行中に電流零点を抑え， 電流は しゃ 断される。 と ころで ， この実施例に よ るァ一ク ラ ンナ （ 8B ) は固定接触子（8) と可動接觫子（6) との対向面に対 して 傾斜を持っ て ， この例では直線状に消弧空間に存在 して い る の で ， アーク （ 12 A ) が走行するにつれて固定接触 子（ か ら遠ざ：^つ てい く 。 したがっ てアーク （ 12 A ) が 走行するにつれて固定接触子（8)を流れる電流が作る磁界 に よ るアーク藤動反力の影響が小さ く ¾ るので ， アーク ( 12 A ) の走行速度は時間 と共に大き く る る。 こ の よ う に ， アーク （ 12 A ) は高速度で走行中に電流零点を迎え る こ と に るので ， アーク （ 12 A ) の陽光柱の荷電粒子 の拡散は つそ う 速やかに行 ¾われ， かつアーク （ 12 A ) の足 < 部分の冷却効果がいっそ う大 き く ） ， しゃ断 性能が顕著に改善される。

ま た ， アーク（12)の足が固定接点 （ 8A)か らアーク ラ ンナ (8B)に転移するので ， 固定接点 （8A)の消耗が低減される

。 断面コ字状端部 （ 8 C ) が設け られて も 良い（第 8図） ₀ ま た ， 上記実施例ではアーク ラ ンナ （SB)は直線状の も のを示 したが'， アーク ラ ンナ （8B)と固定接触子（S) との接 合部か ら遠ざかるにつれ固定接触子（8)か らの距離が大き く る っ てい く も のであればどんる形状で も よ い。 アーク ラ ンナが円弧状に形成された一例を第 9 ¾ に示す。 第 9 図の場合， 第 7 図の場合と比べ ， アー ク （12)の足がアーク ラ ンナ （SB)と固定接触子（S) と の接合部か ら遠ざかる につ れて固定接触子（⁸)か らの距離が大き く ¾ Ϊ) ， かつアーク (12が引 き 伸ばされる度合も大き く る る ので ， いっそ う優 れた しゃ断性能が得 られる。

ま た ， 固定接触子（8)は第 10図の よ う にベース 上に取 つけ られ， このベース 40)に ， 前記固定接触子（⁸)の中空 部 （SD)下部か ら外部へ通 じる溝 （ 10 A ) を設ければ ， こ の溝 （ 10 A ) を通 じて消弧部のガスが， 固定接触子（⁸)の

" 中空部 （S D)から外部へ放出される。 このため ， アーク発 生後イ オ ン化されたガ ス が ， 速やかに固定接触子（8)の中 空部 （8 D)か らベ ー ス Mの溝 （ 10 A ) を通って外部へ放出 され， 固定接点 （8A)上のアークは， 速やかにアーク ラ ン ナ （8 B)上に移行する こ と と な る。

この よ う に第 10図の電磁接触器に よれば， アーク ドガ ス の速やかな放出 と と も にアークが引 き伸ばされつつァ 一ク ラ ン ナ （8B )の上を高速走行 し， 電流零点を迎えるた め ， アークの陽光柱の荷電粒子の拡散が速やかに行われ ， かつアーク の足の部分の冷却効果が大き く j? ， これ に よ 1) 優れた しや断性能を保持させる こ とができ る。 ま たアークの足が固定接点 （8A)か らアーク ラ ンナ （8B )上に 速やかに転移 し， 固定接点 （ SA)上のアークの停滞時間を 短縮 し， ア ー キ ン'グ時間を短か く でき るので， 固定接点 ( 8A)の消耗が著 し く低減され得る。 なお， 上記溝 （ 10 A ) は各種の形状の孔あるいは溝等の連通路 と して構成す る こ とができ る。

ま た ， 上記各実施例では， 接点をマグネ ッ ト に よ ]? 開 閉する開閉器 ， すなわち電磁接触器に本発明を適用 した 場合の例についてのみ述べているが， 例えば配線用 しや 断器の よ う 開閉器に も本発明を適用でき るのは明 白で あ 。

O PI

、 、 IPO

Claims

請 求 ' の 範 囲

1 ' 固定接触子に接合された固定接点 と ， こ の固定接点 に対向配置され可動接触子に接合された可動接点 とを 備え ， 上記固定接触子にはその接点接合部近傍に切抜 き 中空部を穿設 し ， かっ こ の中空部の接点側端部にお いて上記固定接触子 と電気的に接続されたァ 一 ク ラ ソ ナを設け ， こ のアーク ラ ンナを上記中空部上方に延在 させた こ と を特徵 とする開閉器。

2 アーク ラ ンナは， L字状の断面形状を有 し， その水 平辺部分が固定接触子の中空部上方に延在位置 してい る こ と を特徵とする請求の範囲第 1 項記載の開閉器。 a 可動接触子は ， 固定接触子の延在方向 と は逆の方向 に延在 している こ と を特徵 とする請求の範囲第 2 項記 載の開閉器。

ア ー ク ラ ンナは ， 固定接触子と の接合部か ら遠ざか るにつれて ， 固定接触子か らの距離が大 き く る る よ う に延在 している こ とを特徵 とする請求の範囲第 1 項記 載の開閉器。

5 アーク ラ ンナは直線状部分を有 し ， こ の部分が固定 接触子に対 して傾斜 して延在 してい る こ と を特徵とす る請求の範囲第 ⁴ 項記載の開閉器。

& アーク ラ ンナは， 円弧状部分を有 し ， こ の部分が固 定接触子の中空部上方に延在 している こ と を特徵 とす る請求の範囲第 4 項記載の開閉器。

O PI 画

7. 中空部の下方において この中空部を外部空間に連通 させる連通路を固定接触子を保持する保持部材に配設 したこ と を特徵とする請求の範囲第 1 項記載の開閉器 a —固定接点及び可動接点の間に発生 したアーク を消弧 動作する際の発生ガスは中空部及び連通路を通 して外 部に放出される こ と を特徵とする請求の範囲第 ⁷ 項記 載の開閉器。

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