JPH0749712Y2 - 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、電磁開閉器などの電力用開閉器に好適に実施
される封止接点装置に関する。

従来の技術 封止接点装置は、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
飛散して内部を汚損し、絶縁と寿命が低下するのを防ぐ
ために、水素（H₂）などの熱伝導率の高い電気絶縁性ガ
スを封止容器内に高気圧に封入し、容器を挟んでその外
壁には永久磁石片を対向配置し、上記絶縁性ガスの冷却
能と、上記永久磁石片により磁界内のローレンツ力に基
づくアークの移動による吹き消し作用とで、発生したア
ークを速やかに消弧し、接点装置の信頼性の向上と、長
寿命化を図っている。

このような封止接点装置の開閉動作は、電磁石を用い
て、そのアマチヤの吸引または釈放動作に可動電極を応
動させるようにするのが一般に用いられている方法であ
る。

第６図は、従来の技術による封止接点装置１の構造を一
部省略して示す断面図である。封止接点装置１は、絶縁
ケース２内に、封止接点部３と、電磁石部４と駆動部５
とが配置されている。封止接点部３は、封止容器3aと、
その上部に配置された案内部材3bから外方に突出する可
動電極3cを備え、封止容器3aの外壁に接して一対のアー
ク吹消用永久磁石片3d,3eが対向配置され、さらにこれ
らをヨーク3fが外囲する。可動電極3cの頭部には絶縁キ
ヤツプ3gが嵌着され、後述する駆動部材5aの先端部5cの
下面に当接している。

電磁石部４は大略Ｌ字状のヨーク4a、鉄芯4b、鉄芯4bの
周囲に巻回されたコイル4c、ヨーク4aの長片部4dに端部
が係支されるアマチヤ4eなどから成る。また上記長片部
4dには略く字状のヒンジばね4fの一方の端部が固着さ
れ、他端部は前記アマチヤ4eの端部に圧接している。

駆動部５は、駆動部材5aと、駆動部材5aとアマチヤ4e間
に介在する板ばね材5bとで形成される。板ばね材5bの先
端部5dは駆動部材5aに形成された段差部5eに当接し、板
ばね部材5bのばね荷重が段差部5eに加えられている。ア
マチヤ4eが吸引位置にあるとき、アマチヤ4eと駆動部材
5aとは板ばね材5bを介してのみ連係して、板ばね材5bの
ばね力は最大となり、アマチヤ4eが釈放状態のとき、ア
マチヤ4eと駆動部材5aとは直接的に連係して、板ばね材
5bのばね力は最小となる。

第７図は、従来の技術による封止接点装置１の動作を示
すために、アマチヤ4eと駆動部材5aの周辺構造を示す断
面図である。第７図において、第６図と対応する部分に
は同一の参照符を付す。

接点の開離時、即ちアマチヤ4eの釈放時には、前記板ば
ね材5bの最大ばね力がアマチヤ4eに印加されており、接
点の接触状態を維持しつつ、アマチヤ4eのみがまず駆動
部材5aと衝突するまで次第に速度を増しつつ第７図上方
に移動して駆動部材5aに当接し、次いでアマチヤ4eの運
動エネルギを受けた駆動部材5aがアマチヤ4eとともに釈
放位置に移動すので、可動電極3cの頭部である絶縁キヤ
ツプ3gへの押圧力が除去され、可動電極3cの第７図上方
への変位速度、即ち接点開離速度は比較的速い速度で速
やかに接点間が遮断される。

考案が解決しようとする課題 しかしながら上述の動作は、アマチヤ4eの釈放時に、板
ばね材5dのばね荷重が作用する位置、即ち段差部5eより
も可動電極3c側の位置にアマチヤ４の押上力が加わるこ
とが必要で、もし駆動部材5aが反りなどの変形が生じ、
第７図に示されるように駆動部材5aとアマチヤ4eとの間
にギヤツプΔｄが生じて、前記ばね荷重点ｃを挟んで可
動電極3cとは反対側のａ点にアマチヤ4eの押上力が作用
するような場合には事情は一変する。

第８図は、この場合の動作を模式的に示す図である。第
７図をあわせて参照して、駆動部材5aの点ａには上向き
矢符で示されるアマチヤ4eからの押上力Faが作用する。
点ｃは前記ばね荷重点で、板ばね材5dのばね荷重Fcが下
向き矢符で示される方向に印加される。点ｂは駆動部材
5aの先端部5bと絶縁キヤツプ3gとの当接点で、可動電極
3cの復元力Fcが上向き矢符で示されるように作用する。
また点ｄは、図示しないアマチヤ4eの支点位置で、アマ
チヤ4eとヨーク4aとの係支点である。

第８図に示されるように、板ばね材5dのばね荷重Fcが加
えられる点ｃを挟んで可動電極3cの復元力の作用点ｂと
は反対側、即ちアマチヤ4eの支点位置ｄ側にアマチヤ4e
と駆動部材5aの当接点ａがあると、アマチヤ4eの釈放動
作により駆動部材5aには点ｃを支点として Fa・ｌ−Fb・ｍ ……（１） で表されるモーメントが作用する。第１式において、l,
mはそれぞれ点ｃ−ａ間および点ｃ−ｂ間の距離を示
す。

上記モーメントの作用により、駆動部材5aは点ｃを支点
とする回転力Fdが生じる。この力Fdは駆動部材5aの先端
部5bに作用する力Fbとはその向きが逆であり、可動電極
3cを第７図下方に押上するように働く。したがつて可動
電極3cの復元力Fbは減殺され、接点の開離速度が低下
し、封止接点装置の性能を損ねるという不具合を招来す
る。したがつてこれが従来の技術において解決すべき課
題となつている。

本考案の目的は、上述の技術的課題を解決し、駆動部材
の変形等により生じるアマチヤと駆動部材との当接位置
を一定に保持し、安定かつ高速動作が確保された封止接
点装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本考案は、内部に固定接点と可動接点とを封入し上部に
可動接点と一体の可動電極の頭部を突出させた封止容器
と、 アマチヤを有する電磁石と、 遊端部が基端部の回りに角変位自在であり、該遊端部が
可動電極の頭部を軸線方向に押圧／解放する可動電極の
駆動部材と、 アマチヤと可動電極駆動部とを相互に近接方向に弾発的
に付勢するばね部材とを備えた封止接点装置において、 前記アマチヤと駆動部材の少なくともいずれか一方の側
の他方に当接する位置に突部を形成し、 上記突部の形成位置は前記駆動部材に働くばね荷重点よ
りも可動電極側に設定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、アマチヤと駆動部材の少
なくともいずれか一方の側の他方に当接する位置に突部
を形成し、しかもその位置を駆動部材に働くばね荷重点
よりも可動電極の押上点寄り側に設定することにより、
アマチヤの釈放動作時、即ち可動電極の開離動作時にこ
れを妨げる方向に働く力を消去し、安定動作を実現す
る。

実施例 第１図は本考案の一実施例の封止接点装置１の構造を示
す断面図である。封止接点装置11は、絶縁ケース12内
に、封止接点部13と、電磁石部14と駆動部15とが配置さ
れている。封止接点部13は、その内部に図示されない固
定接点と可動接点とが対向配置され、水素ガスなどの電
気絶縁性気体が高圧封入された封止容器13aと、封止容
器13aの上部に配設された案内部材13bと、封止容器13a
の外周に接して配置さたアーク吹消用の一対の永久磁石
片13c,13dおよび、上記封止容器13aと永久磁石片13c,13
dを外囲するヨーク13eなどの各部から形成されている。
図示されない可動接点に連接する可動電極13fが、前記
案内部材13bと案内部材3bとに設けられたベローズ13gを
貫通して案内部材13bの上端に突出し、その頭部に嵌着
された絶縁キヤツプ13hが後述する駆動部材15aの先端部
15bの下面に当接している。

電磁石部14は、軟鉄等の磁性材料から成る大略Ｌ字状の
ヨーク14aと、その短片部14bに基端部が固着された鉄芯
14cと、鉄芯14cに巻回された励磁コイル14dと、軟鉄等
の磁性材料から成るアマチヤ14eの各部により形成され
ている。アマチヤ14eの基端部14fはヨーク14aの長片部1
4gに係支され、係支位置を支点として先端部14hが回動
自在に支持されている。アマチヤ14eの基端部14fの支持
を確実なものとするために、大略く字状のヒンジばね14
iがその一端をヨーク14aの長片部14eに固着され、他端
部は前記基端部14fに圧接されている。

駆動部15は、ポリカーボネートなどの低比重、高強度の
電気絶縁材より成る駆動部材15aと、駆動部材15aとアマ
チヤ14e間に介在する板ばね材15bで形成される。板ばね
材15bの先端部は駆動部材15aに形成された段差部15cに
当接し、その基端部15hはアマチヤ14eの基端部14fに固
着されている。これにより板ばね部材15bのばね荷重が
段差部15cの上記当接点に加えられる。

第２図は、本実施例に用いられる駆動部材15aを、第１
図に示すアマチヤ14e側から見た斜視図である。第２図
において、第１図に対応する部分には同一の参照符を付
す。駆動部材15aはその長手方向、即ち基端部15dから先
端部15eに向かい幅狭の大略Ｖ字状をなし、先端部15eの
下面15gには第１図に示す絶縁キヤツプ13hが当接する。
また第１図のアマチヤ14eの先端部14hと当接する位置に
は、本考案の特徴である突部15fが形成されている。

第３図（１）〜（４）は、本実施例の動作を示す図であ
る。第３図において、前掲第１図と第２図に対応する部
分には同一の参照符を付す。

第３図（１）は、アマチヤ14eが吸引位置にあり、アマ
チヤ14eの先端部14hは鉄芯14cに吸着し、駆動部材15aは
板ばね材15bのばね力により絶縁キヤツプ13hを介して可
動電極13cを矢符Ａの方向に押圧し、図示しない接点は
導通状態にある。アマチヤ14eと駆動部材15aとは板ばね
材15bを介してのみ連係して、駆動部材15aに形成された
突部15fと上記先端部14hの間には微小ギャツプΔｇが生
じている。

第３図（２）は、コイル14dへの励磁を断ち、アマチヤ1
4eを釈放した直後の状態を示す。鉄芯14cの吸引力が失
われ、板ばね材15bのばね力は最大となってアマチヤ14e
の先端部14hは、基端部14fを軸に、矢符Ｂに示される方
向に回動変位する。この状態ではまだ接点の接触状態は
保持されており、アマチヤ14eの先端部14hは駆動部材15
aに設けられた突部15fに急速に接近する。

第３図（３）は、アマチヤ14eの先端部14hと駆動部材15
aに設けられた突部15fとが当接し、アマチヤ14eと駆動
部材15aとが直接的に連係した状態を示す。空走してい
たアマチヤ14eの運動エネルギは駆動部材15aに伝達さ
れ、駆動部材15aは極めて速やかにアマチヤ14eとともに
前記基端部14fを支点として矢符Ｃに示される方向、即
ち釈放位置に回動変位する。ここで本実施例におけるア
マチヤ14eの先端部14hと突部15fの当接する点p2は、板
ばね材15bのばね荷重点、即ち段差部15c上の点p1よりも
可動電極13c側に位置することと、突部15fを設けたこと
により、駆動部材15aやアマチヤ14eが反り、歪みなどで
変形しても、両者は確実に上記位置p2で当接することに
注目すべきである。また可動電極13cの頭部に設けられ
た絶縁キヤツプ13hと駆動部材15aの先端部15eの当接点p
3には、可動電極13cの復元力が作用している。

第３図（４）は、アマチヤ14eと駆動部材15aとが連係し
て速やかに釈放位置まで回動変位したことを示す。接点
は開離され、回路は遮断される。

第４図は、本実施例の動作を模式的に示す図である。第
４図には、前掲第３図（３）と同一の状態を表してお
り、対応する部分には同一の参照符を付す。

第３図（３）をあわせて参照して、アマチヤ14eの先端
部14hと突部15fとの当接点p2には上向きの力F1が、また
駆動部材15aの先端部15eと絶縁キヤツプ13hの当接点p2
には可動電極13cの復元力F2がそれぞれ図示の方向に作
用する。一方点p1は駆動部材15aの段差部15cにおける板
ばね材15bのばね荷重F3の作用点である。力F1,F2と力F3
とはその方向が逆であり、これにより駆動部材15aに
は、点p1を支点として、 F1・a1＋F2・a2 ……（２） で表されるモーメントが作用する。第２式において、a
1,a2はそれぞれ点p1−−p2間および点p1−p2間の距離を
示す。上記モーメントの作用により、駆動部材15aは点p
1を支点とする回転力が作用し、駆動部材15aは極めて速
やかに第３図（４）に示される釈放位置まで変位する。

本実施例による第４図と、前述した従来の技術による第
８図とを比較すれば、釈放時における力の作用点が全く
異なることが明らかであり、本実施例によれば、アマチ
ヤの釈放動作時に、従来の技術に見られたような可動電
極の復元力を減殺する力は全く生じないから、極めて高
速な接点遮断動作を行わせることができ、信頼性が格段
に向上した封止接点装置を実現することができる。

上述の実施例においては、力の作用点の改善のために突
部15fを駆動部材15aに設けたけれども、第５図に示すよ
うに、駆動部材15aと相対するアマチヤ14eの先端部14h
に突部14jを形成させるようにしてもよい。これにより
駆動部材15aは従来のものが使用でき、その成型が簡単
化される。

考案の効果 以上のように本考案による封止接点装置は、アマチヤと
駆動部材の少なくともいずれか一方の側の他方に当接す
る位置に突部を形成し、しかもその位置を駆動部材に働
くばね荷重点よりも可動電極側となるように設定した。
したがつて使用中駆動部材などに反りなどの好ましから
ぬ変形が生じても、アマチヤ釈放動作時に可動電極の復
元力を減殺する力は全く生じないから、極めて高速な接
点遮断動作を行わせることができ、信頼性が格段に向上
した封止接点装置が実現し、その効果は極めて大であ
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11の構造を示
す断面図、第２図はその駆動部材15aの形状を示す斜視
図、第３図（１）〜（４）は本実施例の動作を示す図、
第４図は本実施例の動作を模式的に示す図、第５図は本
考案の他の実施例のアマチヤ14eの形状を示す斜視図、
第６図は従来の技術による封止接点装置１の構造を示す
断面図、第７図はそのアマチヤ4eと駆動部材5aの周辺の
構造を示す図、第８図は従来の技術による封止接点装置
１の動作を模式的に示す図である。 11……封止接点装置、13……封止接点部、13a……封止
容器、13c……可動電極、13h……絶縁キヤツプ、14……
電磁石部、14c……鉄芯、14e……アマチヤ、14h……ア
マチヤ先端部、14j……アマチヤ先端部に設けられる突
部、15a……駆動部材、15b……板ばね材、15f……駆動
部材に設けられる突部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に固定接点と可動接点とを封入し上部
   に可動接点と一体の可動電極の頭部を突出させた封止容
   器と、 アマチヤを有する電磁石と、 遊端部が基端部の回りに角変位自在であり、該遊端部が
   可動電極の頭部を軸線方向に押圧／解放する可動電極の
   駆動部材と、 アマチヤと可動電極駆動部とを相互に近接方向に弾発的
   に付勢するばね部材とを備えた封止接点装置において、 前記アマチヤと駆動部材の少なくともいずれか一方の側
   の他方に当接する位置に突部を形成し、 上記突部の形成位置は前記駆動部材に働くばね荷重点よ
   りも可動電極側に設定したことを特徴とする封止接点装
   置。