JPS59123111A - 電気開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、双方向性のサイリスタと通常の機械的な接点
とを組み合わせて無アーク開閉が行なえるようにした電
気開閉装置に関するものである０ 〔背景技術〕 第１図は従来の無アーク開閉の可能ないわゆるハイづり
・リド型の電気開閉装置（例えば特願昭５３−１４１５
６５号）の回路図を示している。同図においてＲＹはリ
レーでちゃ、励磁コイルＬと第１および第２の接点ａ’
＋　、　ａ′２とを有している。

第１の接点ａ′ｌは、励磁コイルＬへの通電時には第２
の接点ａ≦よりも先に閉じるようになっており、また励
磁コイルＬへの通電を解除したときには、第２の接点鱈
が第１の接点ａ’１よりも先に開くようにかっている。

第２の接点ａ′室には制御極付きの双方向性サイリスタ
Ｔの両端が並列に接続されており、この双方向性サイリ
スタＴの制御極と一方の主極との間には第１の接点ａ４
とゲート抵抗Ｒｇとの直列回路が接続されている。また
接点ａ；の両端にけコシプン＋ｊＣと抵抗Ｒｓとの直列
回路よりなるサージ吸収回路が接続されている。（１）
は負荷、（２）は交流電源であり、負荷（１）への通電
のオー）Ｘフは接点ａ−と双方向性サイリスタＴとによ
って行なわれるものである。第２図（ａ）〜（ｄ）は、
第１図従来例の動作を示す波形図である。同図（ａ）は
励磁コイルＬの両端に印加されるコイル電圧であり、こ
の電圧が時刻ｊｏのタイ、ニーＪジにおいてＨレベルに
なると、接点ａ′１は若干遅れて時刻ｔ１のタイミンク
においてオンになる。また接点ａ′Ｉけこの時刻１．よ
りもさらに少し遅れた時刻を鵞においてオンになる。し
かして１接点ａ’＋がオンになると、ゲート抵抗Ｒｇを
介して双書同性サイリスタＴにゲート電流が流れて、双
方向性サイリスタＴがオンになる。これによって接点ａ
Ｘの両端電圧は、双方向性サイリスタＴのオン電圧（約
１ｖ程度）まで低下する。そしてこの状態で接点ａ’ｊ
が閉じるから、接点ａ′２０オン時にアークが生じるよ
うなことはない。しかして双方向性サイリスタＴのオン
時における抵抗は、接点ａ′意のオシ時における抵抗よ
りも高く、シたがって負荷（１）に流れる電流は大部分
は接点ａ’ｔを介して流れるようになっている。したが
って、双方向性サイリスタＴに常時流れる電流は小さく
、放熱板は不要としている。第２図（ｄ）は双方向性サ
イリスタＴおよび接点ａＳに流れる電流波形を示してお
り、期間Ｔ＋およびＴ１においては双方向性サイリスタ
Ｔにのみ電流が流れて、接点ａ４には電流は流れないが
、接点ａ’ｘがオシしている期間Ｔ寞においては、大部
分の電流は接点ａ；を介して流れることになり、双方向
性サイリスタＴにはほとんど電流は流れない。次に時刻
ｔ３において励磁コイルＬの両端に印加されるコイル電
圧が・時刻ｔ３のタイミンクにおいてＬレベルになると
、接点ａｍは若干遅れて時刻ｔ４のタイミンクにおいて
オフになる。また接点ａ’ｓはこの時刻ｔ４よりもさら
に少し遅れた時刻ｔｓにおいてオフになる。しかして接
点ａ′！がオフになると、電流は双方向性サイリスタＴ
を介して流れるようになるが・上述のように不方向性サ
イリスタＴのオン電圧は約１ｖ程度と低いので、接点ａ
１がオフするときにアークが生じるようなことはない。

次に時刻ｔｉのタイミンクにおいて接点ａ′１がオフす
ると、これ以後は双方向性サイリスタＴにはゲートトリ
力がかからないから、交流電圧がゼロボルトとなる時刻
ｔ・のタイミンクにおいて双方向性サイリスタＴはオフ
するものである。

ところでかかる従来例においては、接点ａｌがオンする
タイ三ン’ｊｔｓけ接点ａ２がオンするタイミンクｔｄ
りも時間差Ｔａだけ早く、かつ接点ａ′ｓがオフするタ
イミンクｔ４は接点ａ；がオフするタイミンクｔｓより
も時間差Ｔｂだけ早くなっているものであるが、接点ａ
′ｌがオンするときに、可動接触子の弾性などによって
接点ａ’ｘのバウンスを生じて％、１回目のバウンス時
が交流電源（２）のｔ！ｏり０スタイ三ンジと重なって
双方向性サイリスタＴがトリガされないようなことがあ
ると、双方向性サイリスタＴがオンしないうちに接点ａ
！が閉じることになり、接点ａ！においてアークが発生
し、このアークエネルイーによって生じるＮＯＸによる
接点ａ；の汚染が生じて接触抵抗が増大するという問題
があった。

〔発明の目的〕

本発明は上述のような問題点を解決するために為された
ものであり、接点のバウンスなどが生じても双方向性サ
イリスタの方が機械的な主接点よりも必ず先にオシする
ようにして、アークの発生を防止し、Ｎ０ｘＫよる接点
の汚染を防止できるようにした電気開閉装置を提供する
ことを第１の目的とし、またかかる無アーク開閉の可能
な電気開閉手段を密封ケース内に気密的に収納すること
により、外部気体等による接点の汚染も防止できるよう
にして接点の接触信頼性を向上させ得るようにした電気
開閉装置を提供することを第２の目的とするものである
。

〔発明の開示〕

本発明の構成を図示実施例について説明すると、第３図
乃至第５図に示すように、励磁コイＩｔ＋　Ｌへの通電
時に第１の接点ａλが第２の接点ａＳよりも先に閉じ、
かつ励磁コイルＬへの通電解除時には第２の接点ａ２が
第１の接点ａ＋よりも先に開くリレーＲＹを有し、交流
電源（２）および負荷（１）と共に直列閉回路を形成す
る制御極付きの双方向性サイリスタＴと並列に第２の接
点ａ！を接続し、第１の接点ａｓの閉時に双方向性サイ
リスタＴがオンするように双方向性サイリスタＴの制御
極に第１の接点ａ１を接続して成る電気開閉装置におい
て、第１の接点ａ＋を、機械的には互いに分離され、か
つ同時に開閉操作される一対の接点”ｌ　＊　ａ１２を
有する双子接点としたものである。第４図は双方向性サ
イリスタＴをトリガするための第１の接点ａｌとして用
いられる双子接点を示すものであり、適度に弾性を有す
る可動接触子（３）の先端部は二叉状に分離されて、そ
の各自由端には接点ａｘｔ　、　ａｘｔを設けである。

かかる双子接点を用いた場合における接点ａｌの動作を
第５図（ａ）〜（ｅ）によって説明する。接点ａｌｌと
ａ■とは同時に開閉操作されるものであるが、両接点ａ
ｎ　、　ａｓｓは第４図に示すよって機械的には一応分
離されているので、第５図軸）（ｂ）に示すように別々
のタイミーＪジで接点のバウンスを生じるものである。

したがって第５図（Ｃ）に示すように、接点ａ！の全体
としてのバウンスの回数は接点ａｌｌおよび接点ａｌｌ
の単独のバウンスの回数よりも多くなる。このため仮に
接点ａＣｔによる１回目のバウンス時におけるゲートト
リ力がゼＤりＤスタイ三ンジと重なって双方向性のサイ
リスタＴがオシし力くても、その直ぐ後に生じる接点ａ
１！による２回目のバウンスによって双方向性のサイリ
スタＴがオシすることになる。したがって第５図（ｄ）
に示すように接点ａ２がオンするタイ巳ンジよりも先に
、双方向性サイリスタＴをオンさせることができるもの
であり、接点ａｚにおいてアークが生じることを確実に
防止して接点の接触信頼性を高めることができるもので
ある。第５図（ｅ）は負荷電流を示している。同図に示
すように期間Ｔ＋においては双方向性サイリスタＴを介
して電流が流れるが、期間Ｔｎにおいては、接触抵抗の
低い接点ａ２を介して大部分の電流が流れ、双方向性サ
イリスタＴＫは余り大きな電流は流れない。したがって
双方向性サイリスタＴには放熱板を設ける必要はない。

ところで経年変化あるいは三ス接触によって接点ａ１の
接触抵抗が高くかった場合には、双方向性サイリスタＴ
に分流する電流が増加するために、双方向性サイリスタ
Ｔの発熱量が増加して熱破壊を生じるおそれがある。こ
のような場合には、第６図回路に示すように接点ａ２に
ついても、２個の接点ａｒ＋　、　ａｓｓを有する双子
接点を用いて接点ａ２の接触信頼性を高めるようにすれ
ばよい。

次に第７図は第２発明の一実施例を示す斜視図である。

本実施例にあっては、上述の第３図回路釦示すような無
アーク開閉の可能な電気開閉手段を、ボディ（４）とカ
バー（５）とからなる密封ケース内に気密的に収納する
ようにしたものである。（６１）（６２）はりレーＲｙ
の助出コイルＬの両端につながる入力端子であり、（７
＋）　（７２）は双方向性サイリスタ・　Ｔの両端、す
なわち接点ａ２の両端につながる接続端子である。かか
る入力端子（６＋）（６ｔ）や接続端子（７１）（７１
）などは合成樹脂成型品よりなるボディ（４）内に一体
に埋め込まれており、密封ケースの気密性を保持できる
ようになっている。本実施例にあってはこのように、無
アーク開閉の可能な電気開閉手段を密封ケース内に設け
たものであるから、負荷開閉時にアークが発生すること
ハナく５、したがってケースを密閉構造としてもアーク
エネ＋ｂ　−ｆ　−によるＮＯｘの発生がないので接点
が汚染されることはない。またこのようにケースを密閉
構造としたことによって、外部気体が接点ａｌ、　ａ！
に触れることを防止して、接点ａｔｅａ＊の汚染を少な
くし、接点の接触信頼性の向上を図ることができるもの
である。

なお双方向性サイリスタＴやゲート抵抗Ｒｇ、およびサ
ージ吸収用の抵抗Ｒ，やコンヂシサＣなどはリレーＲＹ
の各接点ａｌ、ａｘや接続端子（７ｓＸ７倉）などに直
接的に接続するようにすればよいが、これらをプリント
基板に実装する場合には、第８図乃至第１０図に示すよ
うなプリント基板（８）および端子（９）を使用すれば
好都合である。本例にあってはプリント基板（８）の下
端部には端子（９）の上端部と嵌合する凹溝叫が形成さ
れており、この凹溝（１０）の周囲には銅箔（１１）が
貼着されている。また端子（９）の上端部には上記プリ
ント基板（８）の銅箔（ｌｔ）とオーパラ・すづするよ
うに曲片α匂が突出形成されている。したがって端子（
９）の上端部に付着された半田ａ陶は、この曲片０＠を
介してプリント基板（８）の銅箔（１１）にも付着し、
半田の回りが良くなって作業性が同上し、接触信頼性も
向上するものである０かかる第８図乃至第１０図に示す
プリント基板（８）と端子（９）との半田付けの構造は
電子回路収納用のケースにも一般的に適用できることは
言うまでもない〇〔発明の効果〕 本発明は叙上のように、励磁コイルへの通電時に４！Ｊ
１の接点が第２の接点よりも先に閉じ、かつ励磁コイル
への通電解除時には第２の接点が第１の接点よりも先に
開くリレーを有し、交流電源および負荷と共に直列閉回
路を形成する制御極付きの双方向性サイリスタと並列に
第２の接点を接続し、第１の接点の閉時に双方向性サイ
リスタがオンするように双方向性サイリスタの制御極に
第１の接点を接続して成る電気開閉装置において、第１
の接点を、機械的には互いに分離され、かつ同時に開閉
操作される一対の接点を有する双子接点としたものであ
るから、第１の接点のオン時において可動接触子の弾性
など釦よって接点のバウンスが生じた場合に、最初の接
点の接触時が交流電源電圧の１！０り０スタイ三ンジと
重なって、双方向性サイリスタがトリガされなかったよ
うな場合においても、双子接点のうちの一方の接点がＪ
Ｓつシスした直後に他方の接点が接触乃至バウンスする
ので、双方向性サイリスタはいずれかの接点の接触時に
確実にトリガされ、したがって第２の接点のオン時には
必ず双方向性サイリスタがオンしているようにすること
ができ、これ釦よってアークの発生を防止しでアークエ
ネルイ−によるＮＯＸの発生などをまくすることができ
、接点の汚染を少なくし、接点の接触信頼性を向上させ
ることができるという効果があるＯｔた第２発明にあっ
ては、上述のような第１および第２の接点および双方向
性半導体スイッチなどを有する電気開閉装置において、
密封ケース内にリレーおよび双方向性半導体スイ・リチ
を気密的に収納し、リレーの励磁コイルの両端に接続さ
れる一対の入力端子および双方向性半導体スイッチの両
端に接続される一対の接続端子を密封ケースの外方に突
出するようにしたものであって、ケース内に収納された
電気開閉手段は無アーク開閉の可能なものであるから、
負荷開閉時にケース内でアークが発生するようなことは
なく一シたがってケースを密閉構造としてもアークエネ
ルイ−によるＮＯｘなどの発生がないので接点が汚染さ
れることがなくＳまたこのようにケースを密閉構造とし
たことによって、外部気体が第１および第２の接点に触
れることを防止することができ、これらの接点の汚染を
少なくして接点の接触信頼性の向上を図ることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の回路図、第２図は同上の動作波形図へ
第３図は本発明の一実施例の回路図、第４図は同上に用
いる第１の接点の平面図、第５図は４！Ｊ３図実施例の
動作波形図、第６図は本発明の他の実施例の回路図、第
７図は併合発明の一実施例の部分破断斜視図、第８図軸
）はプリント基板と端子との接続構造の分解斜視図、同
図（ｂ）は同上のプリント基板と端子とを接続した状態
を示す斜視図、第９図は同上に用いる端子の正面図、第
１０図（ａ）は同上の接続構造の正面図、同図（ｂ）は
同上のＡ−Ａ’線断面図である。 ａｌは第１の接点・ａｌは第２の接点、Ｌは励磁コイル
、Ｒｙはすし一１Ｔは双方向性サイリスタ％　ａｌｌ、
　ａ■　は接点・（１）は負荷、（２）は交流電源、（
４）はボディ、（５）はカバー、（６ｔ）（６ｔ）は入
力端子、（７ｔ）（７２）は接続端子である。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 第８図 第９図 （ｂ） 手続補正書（自発） 昭和５８年０月７日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第２３３３１６号 ２、発　明　の名称 電気開閉装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　特許出願人 住　　所　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名　称
　（５８３）松下電工株式会社 代表者小　林　　郁 ４、代理人 ８、補正の内容 別紙の辿り 訂　　　　　正　　　　　書 出願番号　　特幀昭５７−２３３３１６号１、　不絨明
細書第１０貞部９行目の１入力端子であり、」の後に次
の文を押入致しまず。 ｒ　（１４，）（１４ｇ　）は双方向性サイリスタのゲ
ートとゲート抵抗（ｌ＜ｇ　）と双方向性サイリスタの
Ｔ、端子に慣続される端子であり、」２、　同上第１５
自弔５行目の「は」の曲に「、（１４１）（１４＊　）
Ｊを押入致し１丁。 ３、　本願の添付凶血中、第７ド１を別紙のように訂正
致します。 代理人　弁理士　　ろ　１）艮　七 Ｉｌ＋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）励磁コイルへの通電時に第１の接点が第２の接点
   よりも先に閉じ、かつ励磁コイルへの通電解除時には第
   ２の接点が第１の接点よりも先に開くリレーを有し、交
   流電源および負荷と共に直列閉回路を形成する制御極付
   きの双方向性サイリスタと並列に第２の接点を接続し、
   第１の接点の閉時に双方向性サイリスタがオシするよう
   に双方向性サイリスタの制御極に第１の接点を接続して
   成る電気開閉装置において、第１の接点を、機械的！／
   ｃ＃′ｉ互いに分離され、かつ同時に開閉操作される一
   対の接点を有する双子接点としたことを特徴とする電気
   開閉装置。
2. （２）第２の接点を、機械的には互いに分離され、かつ
   同時に開閉操作される一対の接点を有する双子接点とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気開
   閉装置。
3. （３）励磁コイルへの通電時に第１の接点が第２の接点
   よ抄も先に閉じ、かつ励磁コイ）しへの通電１解除時に
   は第２の接点が第１の接点よりも先に開くリレーを有し
   、交流電源および負荷と共に直列閉回路を形成する制御
   極付きの双方向性半導体スイッチと並列に第２の接点を
   接続し、第１の接点の閉時に双方向性半導体スイッチが
   オシするように双方向性半導体スイッチの制御極に＠１
   の接点を接続して成る電気開閉装置において、密封ケー
   ス内忙リレーおよび双方向性半導体スイッチを気密的に
   収納し、リレーの励磁コイルの両端に接続される一対の
   入力端子および双方向性半導体スイッチの両端に接続さ
   れる一対の接続端子を密封ケースの外方に突出して成る
   ことを特徴とする電気開閉装置０