JPH0729540Y2 - 封止接点装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、電磁開閉器などに好適に実施される封止接点
装置に関する。

従来の技術 パワー負荷用開閉器などに用いられる接点装置は大電
流、とくに直流電流遮断時に発生するアーク熱のため、
接点や接点支持部材の金属が蒸発飛散して接点装置内部
を汚損し、絶縁性と寿命が低下するという問題点があ
る。こうした問題点の解決のため、水素（H₂）ガスなど
の比較的熱伝導率の大きい電気絶縁性ガスを高気圧に封
入した密閉容器の外部に、永久磁石片を対向配置し、上
記ガスの冷却能と、永久磁石の磁界によるアーク吹消し
作用によつて、アークを速やかに消弧させるようにした
封止接点装置が提案されている。

第４図は、従来の技術による封止接点装置１の構造を示
す縦断面図であり、第５図はその切断面線V-Vから見た
断面図である。第４図と第５図を参照して、封止接点装
置１は、たとえばセラミツクスなどの耐熱絶縁材で作成
された胴部２と、胴部２の両端部を被覆する端板3,4に
よつて封止容器５が形成され、一方の端板４には、先端
に固定接点6aが固着された固定軸6bが固定されて固定電
極６が形成され、端板４の外方下面には気管７が連結さ
れ、端板４の気孔4aを介して水素などの絶縁性ガスが高
気圧（たとえば２気圧）に封入される。封入後、気管７
は圧着されて封止容器５内には気密空間８が形成され、
圧着された気管７には導線９が接続される。

金属材料から成り、先端に可動接点10aが、他端には導
線11の接続端子12が固着された可動軸10bが、端板３に
設けられた挿通孔3aを介して気密空間８内に挿入され、
可動接点10aは固定接点6aと当接離反自在に対向して配
置される。可動接点10aと可動軸10bは一体的に可動電極
10を形成している。

端板３の外方上面には、後述するベローズ15を内包する
円筒状の筒部13が配置され、筒部13の内部で可動軸10b
を外囲して一方の端部が可動軸10bに、他方の端部がベ
ローズ押さえ板14に気密に結合される蛇腹状のベローズ
15が設けられ、これによつて封止容器５内の気密空間８
は外気と遮断され、気密に封止されている。ベローズ押
さえ板14には軸承部材16が嵌挿され、可動軸10bが第３
図上下方向に変位自在に挿通されている。可動軸10bと
の摺動面である軸承部材16の内面16aには、円滑な摺動
性と絶縁性を確保するために摩擦係数の低い合成樹脂に
よる被膜層が形成されている。

可動軸10bの頂部には平頂なキヤツプ17が圧着され、キ
ヤツプ17の中心、すなわちキヤツプ17を含む可動軸10b
の軸線部分に当接して可動軸10bを押圧駆動する樹脂材
で作成された駆動部材20がキヤツプ17を臨んで配置され
ている。駆動部材20の前記キヤツプ17に当接する当接部
20aは、その断面が下方に凸な大略半円状あるいは半球
状に形成されており、駆動部材20の当接部20aがキヤツ
プ17を矢符ａの方向（第４図下方）に押圧すると、可動
接点10aと固定接点6aとが当接し、接点間が導通する。

押圧が解除されると可動軸10bはベローズ15内外の気圧
差に基づく復元力によつて上方に変位し、可動接点10a
と固定接点6aは離反し、回路は遮断される。遮断時に発
生するアークは、封止容器５内に封入された絶縁性ガス
の冷却能と、胴部２の外部に接し、ヨーク19に挟持され
て対向配置された一対の永久磁石片18a,18bの磁気吹消
し作用によつて消弧させ、接点の長寿命と信頼性の向上
が図られている。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、従来の技術による封止接点装置１におい
ては、可動軸10bの頂部に設けられたキヤツプ17は平頂
な形状をなし、一方これに当接して可動軸10bを押圧駆
動する駆動部材20の上記当接部20aは、その断面が下方
に凸な大略半円状あるいは半球状に形成されていた。こ
のため当接部20aが平頂なキヤツプ17に当接する当接点
が、キヤツプ17を含む可動軸10bの軸線からずれると、
可動軸10bと軸承部材16間の摩擦力が増大する。このた
め遮断時における接点6a,10a間の離反速度が低下し、消
弧作用が妨げられ、封止接点装置１の短寿命化を招来す
る。したがつて上記のずれを抑えるためには、駆動部材
20と可動軸10bの位置関係を高精度に保持する必要があ
り、そのために構造が複雑化し、これが生産コスト上昇
の一因となつている。

本件考案者は上記摩擦力を観測し、第６図のグラフを得
た。グラフ上のライン１は、駆動部材20の当接部分20
aが、駆動部材20の延在方向、すなわち第４図の矢符Ｙ
で示される方向（第４図左方）にずれたときの摩擦力の
変化を示し、ラインl2は駆動手段20の延在方向と90°隔
たつた方向、すなわち第５図の矢符Ｘで示される方向
（第５図左方）にずれたときの摩擦力の変化を示してい
る。ずれの方向により摩擦力の変化状況は多少の違いは
あるものの、いずれも当接部20aがキヤツプ17の中心点
からずれるに従い摩擦力は飛躍的に増加する。

したがつて当接部20aの多少のずれによつても上記摩擦
力が増加することのない封止接点装置が望まれていた。

本考案は、上述の技術的課題に鑑みてなされたものであ
つて、可動軸の頂部を大略半球状に、上記駆動手段の前
記頂部に当接する部分を平坦に形成して、当接部分のず
れによる摩擦力の増加を抑え、構成の簡単化と長寿命化
と生産コストの低減化とを実現した封止接点装置を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 本考案は、気密に形成された封止容器と、 封止容器内に固定された固定軸の先端に固定接点が固着
された固定電極と、 封止容器を挿通する可動軸の先端に可動接点が固着され
た可動電極と、 封止接点の外方で可動軸を外囲して設けられたベローズ
と 上記ベローズを外囲する筒体と、 可動軸の遊端部に当接部が当接し、可動軸を軸線方向に
押圧駆動する駆動部材とを含み、 上記可動軸の頂部には凸状の被覆体が形成され、 上記駆動部材の前記頂部に臨む部分を平坦に形成したこ
とを特徴とする封止接点装置である。

作用 本考案による封止接点装置は、可動軸の頂部は凸状に形
成され、可動軸を押圧駆動する駆動部材の前記頂部に臨
んでこれと当接する当接部を平坦に形成する。上記可動
軸の頂部と上記当接部との位置関係がずれても、頂部の
同一の当接位置に上記当接部が当接する。これにより、
可動軸と軸承部材間の摩擦力を略一定に保持する。

実施例 第１図は、本考案の一実施例の封止接点装置21の構造を
示す縦断面図であり、第２図はその切断面線II-IIから
見た断面図である。第１図と第２図とを参照して、本実
施例について説明する。封止接点装置21は、たとえばセ
ラミツクスなどの耐熱絶縁材で作成された胴部22と、胴
部22の両端部を被覆する端板23,24によつて封止容器25
が形成され、一方の端板24には、先端に固定接点26aが
固着された固定軸26bが固定されて固定電極26が形成さ
れる。端板24の外方下面には気管27が連結され、端板24
の気孔24aを介して水素などの絶縁性ガスが高気圧（た
とえば２気圧）に封入される。封入後、気管27は圧接さ
れ導線29が装着されて封止容器25内には気密空間28が形
成される。

金属材料から成り、先端に可動接点30aが、他端には導
線31の接続端子32が固着された可動軸30bが、端板23に
設けられた挿通孔23aを介して気密空間28内に挿入さ
れ、可動接点30aは固定接点26aと当接離反自在に対向し
て配置される。可動接点30aと可動軸30bは一体的に可動
電極30を形成している。

端板23の外方上面には、後述するベローズ35を内包する
円筒状の筒部33が配置され、筒部33の内部で可動軸30b
を外囲して、一方の端部が可動軸30bに、他方の端部が
ベローズ押さえ板34に気密に結合される蛇腹状のベロー
ズ35が設けられ、これによつて封止容器25内の気密空間
28は外気と遮断され、気密に封止されている。ベローズ
押さえ板34には軸承部材36が嵌挿され、可動軸30bが第
１図の上下方向に変位自在に挿通されている。可動軸30
bとの摺動面である軸承部材36の内面36aには、円滑な摺
動性と絶縁性を確保するために摩擦係数の低い合成樹脂
（たとえばテフロン樹脂；商品名）による被覆層が形成
されている。

可動軸30bの頂部には被覆体である断面が略半球状の上
方に凸なキヤツプ17が圧着され、キヤツプ37の中心、す
なわちキヤツプ37を含む可動軸30bの軸線部分に当接し
て可動軸30bを押圧駆動する、たとえばポリエーテルサ
ルフオン（PES）などの合成樹脂材で作成された駆動部
材40が前記キヤツプ37の上方に臨んで配置されている。
駆動部材40は支点41回りに角度変位駆動される。駆動部
材40の前記キヤツプ37に当接する当接部40aは平坦に形
成されており、駆動手段40の当接部40aがキヤツプ37を
矢符ａの方向（第３図下方）に押圧すると、可動接点30
aと固定接点26aとが当接し、接点間が導通する。

押圧が解除されると可動軸30bはベローズ35内外の気圧
差に基づく復元力によつて上方に変位し、可動接点30a
と固定接点26aは離反し、回路は遮断される。遮断時に
発生するアークは、封止容器25内に封入された絶縁性ガ
スの冷却能と、胴部22の外部に接し、ヨーク39に挟持さ
れて対向配置された一対の永久磁石片38a,38bの磁気吹
消し作用によつて消弧させ、接点26a,30aの長寿命と信
頼性の向上が図られている。

本実施例では、上述のように可動軸30bの頂部に圧着さ
れたキヤツプ37を、その断面が略半球状をなすように形
成し、一方、駆動部材40の上記キヤツプ37と当接する当
接部40aを平坦に形成した。これによつて上記当接部40a
が可動軸30bを下方に押圧駆動する際に、該当接部40aが
たとえば第１図において矢符Ｙで示される方向（第１図
左方）に、あるいはこれとは90°隔たつた方向、すなわ
ち第２図において矢符Ｘで示される方向（第２図左方）
にずれても、当接部40aはキヤツプ37の中心位置に点接
触する。これにより、押圧力は常にキヤツプ37の中心、
すなわち可動軸30aの軸線に沿つて働くので、可動軸30b
と軸承部材36との間の摩擦力は常に一定値となり、従来
の技術において見られたような駆動部材40の位置ずれに
よる上記摩擦力の増加が防止され、動作、特に接点26a,
30a離反時の動作が安定する。

本件考案者は、本実施例による封止接点装置21を動作さ
せ、駆動部材40の位置を前記各方向X,Yにずらして、可
動軸30bと軸承部材36との間の摩擦力を観測した。観測
結果は第３図のグラフに示されている。グラフ上のライ
ンl3は、駆動部材40の当接部40aが、駆動部材40の延在
方向、すなわち第１図の矢符Ｙで示される方向（第１図
左方）にずれたときの摩擦力の変化を示し、ラインl4は
駆動部材40の延在方向と90°隔たつた方向、すなわち第
２図の矢符Ｘで示される方向（第２図左方）にずれたと
きの摩擦力の変化を示している。グラフから明らかなよ
うに、駆動部材40がいずれの方向にずれても摩擦力の増
加は見られず、一定である。

キヤツプ37の形状は上述したような半球形状に限らず、
少なくとも矢符X,Y方向に関して円弧状部を有する形状
であつてもよい。

考案の効果 以上のように本考案による封止接点装置は、可動軸の頂
部に凸状の被覆体を設け、可動軸を押圧駆動する駆動部
材の前記被覆体に臨む部分を平坦に形成したので、可動
軸に作用する押圧力の方向は常に可動軸の軸線と一致
し、したがつて駆動部材の可動軸に対する当接点がずれ
ても、可動軸と軸承部材間の摩擦力は増加しない。これ
によつて動作が安定して信頼性が格段に向上し、しかも
生産コストの低減化を図ることのできる封止接点装置が
実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の封止接点装置21の構造を示
す縦断面図、第２図は第１図の切断面線II-IIから見た
断面図、第３図は本実施例の動作状態を示すグラフ、第
４図は従来の技術による封止接点装置の構造を示す縦断
面図、第５図は第４図の切断面線V-Vから見た断面図、
第６図はその動作を示すグラフである。 21……封止接点装置、25……封止容器、26……固定電
極、26a……固定接点、30……可動電極、30a……可動接
点、30b……可動軸、34……ベローズ押さえ板、35……
ベローズ、37……キヤツプ、40……駆動部材、40a……
駆動手段のキヤツプ37との当接部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】気密に形成された封止容器と、 封止容器内に固定された固定軸の先端に固定接点が固着
   された固定電極と、 封止容器を挿通する可動軸の先端に可動接点が固着され
   た可動電極と、 封止接点の外方で可動軸を外囲して設けられたベローズ
   と 上記ベローズを外囲する筒体と、 可動軸の遊端部に当接部が当接し、可動軸を軸線方向に
   押圧駆動する駆動部材とを含み、 上記可動軸の頂部には凸状の被覆体が形成され、 上記駆動部材の前記頂部に臨む部分を平坦に形成したこ
   とを特徴とする封止接点装置。