JPS6072132A - 開閉器 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、電路のしゃ断性能を向上した回路しゃ断器
などの開閉器に関するものである。

し従来技術］ 第１図〜第３図は従来、の回路しゃ断器を示す断面図で
、それぞれ異なった動作状態をノｊ−＜　して（＼る６
図において、（１）は力／ヘー、（２）（立ｔ＼−スで
、カバー（１）とベース（２）とによって筺体（３）を
構成する。（４）は固定接触子で、ＩＪ１１定導体（５
）を有し、その一端に固定接点（６）を有し、他端は外
部導体（図示せず）に接続されるように端子部になって
いる。（７）はｕ（動Ｊヨ触子で、可−動導体（８）を
有し、その一端部こ固定接点（６）に対向した可動接点
（９）をイｉして１７ｓる。（１０）は可動接触子装置
、（ｌ］、）ｌより重ＩＪ接触子腕で、クロスバ−（１
，２）ｉこ固定され各極間１寺に開閉されるようになさ
れてりする。（１３’）は消弧室で、消弧板（１４）が
側板（１５）Ｌこより保持されている。（１６）はトグ
ルＩ〕ンク機構で、上リンク（１７）と下リンク（１８
）より本す、成されている。上リンク（１７）の一端ｔ
よりレトル（１９）に、また他端は下リンク（１８）の
−端にそれぞれ軸（２０）、（２１）により連結されて
いる。なお、下リンク（１８）の他端は上記可動接触子
装置（１０）の可動子腕（１１）に連結されている。（
２２）は起倒形操作ノ＼ントル、（２３）は作動ばねで
、トグルリンク機構（１６）の軸（２１）と−に足操作
ハンドル（２２）との間に架張されている６　（２４）
、（２５）は、それぞれ熱動および電磁引きはずし機構
で、作動時には、それぞれバイメタル（２６）および可
動鉄心（２７）によりトリップバー（２８）を反時計方
向に回動させるようになっている。（２９）は一端が上
記トリップバー（２８）に係止され、他端はフレドル（
１９）と係止しているラッチである。

フレドル（１９）かラッチ（２９）に係止した状態で操
作ハンドル（２２）を閉路位置に倒せば、トグルリンク
機構（１６）が伸長して軸（２１）がフレドル（１９）
に係止され、０■動接点（９）は固定接点（６）に接合
される。この状態か第１図である。

つぎに、操作ハンドル（２２）を開路位置に倒せば、ト
グルリンク機’ａ　（１６）は屈曲してｒｉ（すＪ接点
（９）が固定接点（６）より開離され、可動子腕（１１
）がフレドル軸（３０）に係１ｊ−される。この状態が
第２図である。

また、上記第１図に示す開路状態で、回路に過電流が疏
れると、熱動引きはすし機構（２４）あるいは°電磁引
きはずし機構（２５）が作動してフレトル（１９）とラ
ッチ（２９）の係合か解除され、フレドル（１９）がフ
レドルｔｑｔ＋　（３０）を中心に時計方向へ回転し、
ストッパ軸（３１）に係止される。このとき、フレドル
（１９）と−１ニリノク（１７）の連結点が上記作動ば
ね（２３）の作用線を越えるため、作動ばね（２３）の
ばね力によってトグルリンク機構（１６）が屈曲し、ク
ロスパー（１２）により各極連動して自動しゃ断を行な
う。この状態が第３図である。

つぎに、回路しゃ断器か電流しゃ断時に発生するアーク
の振舞について説明する。

いま、可動接点（９）と固定接点（６）とが接触してい
る場合においては、その電力は電源側より固定導体（５
）、固定接点（６）、可動接点（９）および可動導体（
８）を順次経由して負荷側へ供給される。この状態にお
いて、短絡電流などの大電流かこの回路に流れると、上
記したように可動接点（９）が固定接点（６）から開離
される。この際、上記固定および可動接点（９）間には
アーク（３２）か発生し、固定および可動接点（６）、
（９）間にはアーク電圧が発生する。このアーク電圧は
、固定接点（６）からの可動接点（９）の開離距離が増
大するのにともなって上昇し、また、同時にアーク（３
２）が消弧板（１４）の方向へ磁気力によって引き付け
られて伸長するために、さらに」−只する。このように
して、アーク電流は電流零点を迎えてアークを消弧し、
しゃ断か完結する。

しかしながら、従来はこのしゃ断動作において、アーク
（３２）か接点（６）、（９）より容易に移動せず、常
に接点（６）、（９）上にアーク（３２）の足が存在し
ていたために、接点（６）、（９）の消耗が著しいばか
りでなく、アーク（３２）が消弧板（１４）に接触しに
くいので冷却も受けにくく、電流零点における十分な消
弧能力が得られな゛かった。

第４図は一２従来の開閉器における消弧室を４天してい
る。すなわち、従来のものでは同形の消弧板（１４）が
複数枚重ねられて消弧室が形成されている。

第５図は」二記消弧室におけるアーク（３２）と消弧板
（１４）との相対関係を示している。しゃ断動作におい
て、アーク（３２）はｉｌｌ　！）ＪＪ・４体（８）が
開極してその長さか延ひると、消弧板（１４）により吸
引力を受けるが、大電流時には消弧板（１４）の面上に
はスポットを形成セず。

アーク電圧もさほど出荷しない。そのため、第６図に示
すように、アーク電圧Ｖは゛電流■とともに」二昇はす
るが、電流■の減少とともに低トする。

これは、アーク（３２）の長ごか十分でなく、アーク（
３２）か消弧板（１４）で分断されることもないからで
ある。このように、従来の開閉器では電流零点における
アーク電圧が低く、十分なしゃ断性能か得られないとい
う欠点があった。

［発明の概要］ この発明は上記のような従来の欠点を除去するためにな
されたもので、接点消耗が少なく、かつしゃ断性能の浸
れた開閉器を提供することを目的とする。

［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第７図（ａ）、（ｂ）はこの発明における消弧板（１４
）の実施例を示し、従来と異なる点は、消弧板（１４）
の平面と角度Ｘをなして、一定の面積をもったアーク転
移部（１４１）を消弧板（１４）と一体に形成したこと
にある。

第８図は可動導体（８）の先端面から出るアークによる
高温／入気（３２ａ）の噴出状態を示している。実験的
観測によ゛れば、この高温ハ気は可動導体（８）の先端
面に立てた法線ｎに対し、約３００の角度をなす直線Ｅ
が作る空間にとくに強く放出される。この高温蒸気は、
一般にアークコアと呼ばれるアーク電流の主な経路を構
成する。第８図では、消弧板（１４）のアーク転移部（
１４１）はこの高温蒸気の噴流の範囲内に配置されてお
り、このような状況下にあっては、アーク（３２）の足
はアーク転移部（１４１）にスポットを形成しやすい。

第９図は実際にスポットを形成したときの様子を示して
いる。

ところで、発明者らは、アーク（３２）のスボノ）・が
アーク転移部（１４１）に確実に形成されるためｔこは
、可動導体（８）の先端面（８１）とアーク転移部（１
４１）の平面とのなす角０かΦ要な要因であることを見
い出した。

すなわち、第１０図に小才ように、消弧板（１４）を４
枚重ね、そのうちの最上部の消弧板（１４）にアーク転
移部（１４１）を形成し、０を０〜９０°の範囲で変化
させて、０とアーク屯圧との関係について調へた。なお
、可動導体（８）の開極距離は１７ｍｍ、通電電流は短
絡回路による２０ＫＡとした。

第１１図はこのときの実験結果を示している。

縦軸は電流零点の維持電圧■Ｏであって、この維持電圧
ｖＯの高低は、アーク（３２）の足がアーク転移部（１
４１）にスポットを形成したか否かの判断シ（準となる
。すなわち、アーク（３２）の足かアーク転移部（１４
１）に転移したときには、アーク電圧は一挙に４００Ｖ
程度にまで上昇し、電流零点まで常にこの（＋ｊ４を維
持している。

第１１図から明らかなように、アーク転移現象の生起の
イ〕無は、θがほぼ４５°を境にして分かれる。すなわ
ち、０°≦θ≦４５°であれば、アーク（３２）の足は
アーク転移部（ｔ　４１）に確実にスポットを形成する
ことができる。しかし、０か４５°を越えると、アーク
（３２）の転移はブご徴に困難となる。これは、第９図
に工で示した消弧板（１４）を揄れる電流が、アーク（
３２）に対して電磁反発力として働らくためであると考
えられる。

第１２１４は、この発１！Ｉｔの実施例における消弧室
の斜視図であり、第１３図はその正面図を示している。

第１３図において、０は」二記理山により、ｏ０≦Ｏ≦
４５°に設定されている・図に小したように、アーク転
移部（１４１）　ニア　−クスホｙトが形成されると、
複数枚の消弧板（１４）間部こ直列にアークスポットが
形成されることになり、これによってアーク電圧は大幅
に上昇する。もちろん、アーク（３２）はアーク転移部
（１４１）しこ移ったことにより、その長さも伸ひてｌ
、Ｘる。

したがって、このときのアーク屯圧Ｖは、２Ｃ５１４図
に示すように、アーク時間Ｔａの後半分やこおいても従
来のように低下することかなく、′電流零点において高
い電圧ｖＯを維持しうるちのである。その結果、旨い電
圧によって後半分の電が９力１著しく制限され、かつ電
流零点でのしゃ断性能も大きく向」二する。

ところで、」二記実施例において、１１丁動・４体（８
１）の幅Ｌ１とアーク転移部（１４１）の−４Ｌ２とは
、第１５図に示すように、ＬＬ＜Ｌ？こ選ｉｆれている
。このようにすれば、先端面（８１）ｉこ存在するアー
クの足から直角に吹きつける高１晟蒸気を確実１こアー
ク転移部（１４１）の平面に触れさせることができるた
め、小電流時に先端面（８１）におけるアークの足の位
置が不確定であっても、アークを確実に転移させること
ができる。

なお、上記実施例におけるアーク転移部（１４１）はそ
の本来の目的からして、可動接触子（７）が最終開離位
置まで移動する間に、少なくともＯｆ動接接触子７）の
先端面と一度は対向することができる位置になければな
らないのは当然である。

第１６図はこの発明の他の実施例を示し、可動接点（９
）の接触子先端面（８１）側を除く周囲に絶縁物（４０
）を配設したものである。このような構造にすると、ア
ーク（３２）の足の拡大場所が先端面（８１）以外には
ないので、上記したアーク転移部（１４１）と併用すれ
ば、アーク（３２）の足は迅速に先端面（８１）に移動
し、かつ転移部（１４１）に転移することができるので
、さらに効果的である。

また、可動接触子（７）の、先端面（８１）とアーク転
移部（１４１）の平面とは４５°以下の角度で対向すれ
ばよいのであるから、ｊｒ（動導体（８）とアーク転移
部（１４’　１　）とは第１７図のような関係であって
もよい。

さらに、アーク転移部（１４１）の形状も」−記実施例
に限定されるものではなく、たとえば、第１８図や第１
９図に示したような種々のものか考えられる。　なお、
固定接触子（４）は、通゛屯′市流による電磁反発力を
受けて可動接触子（７）から開離する、いわゆる反発接
触子であってもよい。また上記の実施例では開閉器を例
にとって説明したが、この発明の開閉器以外に、筺体内
でアークを発生する電磁開閉器や限流器なとにも適用す
ることが可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、消弧板にアー
ク転移部を形成し、可動接触子か舷終聞離位置まで移動
する間に、可動接触子の先端面とアーク転移部の平面と
が４５°以丁の角度で対向するようにしたので、アーク
を確実に消弧板に転移させることができ、アーク電圧を
上昇させてしゃ断性能を高めることができるとともに、
接点の消ｔＬも低減させることができる。また、アーク
転移部の幅を可動接触子の先端面の幅よりも大きくした
ので、アークの転移をより確実なものとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来の回路しゃ断器のそれぞれ異
なった動作状態を示す断面図、第４図は従来の消弧室を
示す斜視図、第５図はそ、の正面図、第６図はアーク電
圧とアーク電流の時′量的変化をンバす図、第７図（ａ
）はこの発明の実施例における消弧板の斜視図、第７図
（ｂ）はその正面図、第８図はアークによる高温蒸気の
噴出状態を示す図、第９図はアーク転移部にアークスポ
ットか形成されたときの様子を示す図、第１０図はこの
発門の原理を説明するだめの図、第１１図は第１０図に
おける０とアーク電圧との関係を示す図、第１２図はこ
の発明の実施例における消弧室の斜視図、第１３図はそ
の正面図、第１４図はアーク電圧とアーク電流の時間的
変化を示す図、第１５図は可動導体の幅とアーク転移部
の幅との関係を示す斜視図、第１６図（ａ）はこの発明
の他の実施例を示す正面図、第１６図（ｂ）はその平面
図、第１７．図はこの発明の他の実施例を示す正面図、
第１８図および第１９図はいずれもこの発明の他の実施
例を示す斜視図である。 （３）・・・筐体、（４）・・・固定接触子、（６）・
・・固定接点、（７）・・・ｉｔ）動接触子、（９）・
争・可動接点、（１４）・・・消弧板、（３２）φ・・
アーク、（８１）・・９先端面、（１４１）争φ・アー
ク転移部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大岩増雄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定接点を右する固定接触子と、上記固定接点と
   接離する可動接点を有する可動接触子と、上記両接点間
   に発生するアークを消弧するためのアーク消弧板とを筺
   体内に収納した開閉器において、上記消弧板にアーク転
   移部を形成し、上記可動接触子が最終開離位置まで移動
   する間に、可動接触子の先端面と上記アーク消弧板の平
   面とが４５°以下の角度で対向するようにし、かつ」二
   記アーク転移部の幅をＬ記可動接触子の先端面の幅より
   も大きくしたことを特徴とする開閉器。
2. （２）Ｄｒ動接点の可動接触子先端面側を除く周囲に絶
   縁物を配置してなる特許請求の範囲第１項記載の開閉器
   。