JP2993129B2

JP2993129B2 - 開閉器

Info

Publication number: JP2993129B2
Application number: JP3000568A
Authority: JP
Inventors: 孝夫三橋; 貢高橋; 健一仁科
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-01-08
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1999-12-20
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JPH04262323A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は開閉器に関するもので
ある。ここでいう開閉器とは、回路遮断器、限流器、電
磁接触器などのように、電流遮断時に容器内でアークを
生じるものを指す。

【０００２】

【従来の技術】図６は、例えば実公昭59-21489号公報に
示されている従来の回路遮断器の開成時の状態を示す側
面図である。図において、１は可動接触子、２は可動接
触子１の一端部に固着された可動接点、３は可動接触子
１の回動により可動接点２と接離する固定接点、４は一
端に固定接点３が固着されている固定接触子、５は固定
接触子４の他端に接続されている端子部である。４ａは
固定接触子４を構成し、かつ接点２、３間に発生するア
ークを端子部５の方向に伸張駆動する磁束を発生するブ
ローアウトコイルである。６は消弧板、７は消弧板６を
保持する消弧側板である。８は可動接触子１を回動させ
る機構部、９は機構部８を手動で操作するためのハンド
ル、１０はもう一つの端子部、１１は可動接触子１と端
子部１０を接続する導体である。１２はこれらを収納す
る容器、１３は排気孔である。図７は図６中のＣ−Ｃ線
方向から見た平面図である。

【０００３】次に動作について説明する。図６の状態
で、端子部５を電源に、端子部１０を負荷に接続し、ハ
ンドル９を操作すると、機構部８が動作し可動接触子１
は一端に設けられた回動中心（図示せず）を中心として
回動して、可動接点２が固定接点３と接触し、電力が電
源から負荷に供給される。この状態で、通電の信頼性を
確保するために可動接点２は固定接点３に規定の接触圧
力で押さえつけられている。ここで回路遮断器より負荷
側の回路で短絡事故などが起こり回路に大きな短絡電流
が流れると、機構部８内に設けられている電流検出部
（図示せず）が機構部８を動作させ、可動接触子１を回
動させることで可動接点２と固定接点３が開離し、接点
２と３の間にアークが発生する。しかし、通常、短絡電
流などの大電流が流れると、接点２と３の接触面におけ
る電磁反発力とブローアウトコイル４ａの作る磁束によ
る可動接触子１に作用する電磁力が非常に強くなり、前
記の可動接点２にかかっている接触圧力に打ち勝つため
に、可動接触子１は機構部８の動作を待たずに回動し、
接点２、３の開離が起こる。発生したアークは、ブロー
アウトコイル４ａが発生する磁束によって、消弧板６の
方向に引き延ばされ冷却される。この結果、アーク抵抗
が上昇し、短絡電流が小さく絞られる限流が起こり、電
流零点でアークは消弧されて電流遮断が完了する。限流
は、遮断器の保護機能を向上させるために、非常に重要
である。限流性能を高めるためには、上に述べたように
アーク抵抗を増大させる必要がある。

【０００４】通常の交流遮断における限流性能を高める
には、上に述べたようにアーク抵抗を高めることが必要
であるが、それは接点２、３が開離した直後のまだ電流
が最大値になる前にしなければならないことはいうまで
もない。電流が大きくなった後にアーク抵抗を高めて
も、電流の慣性効果のためになかなか電流は限流されな
い。かえって、大電流でかつ抵抗が高いため、遮断器内
で発生するアークエネルギーが大きくなり、遮断器の損
傷が激しくなるだけである。したがって、接点２、３が
開離した直後の可動接触子１の開離スピードを高めると
ともにアークに対しては強い電磁力で大きく引き延ば
し、大電流時のアークに対しては、アークを引き延ばす
ような電磁力を働かせないことが必要である。

【０００５】しかし、上述したブローアウトコイル４ａ
の構成では、大電流時に、アークを引き延ばす電磁力を
小さくするような作用が無く、遮断器内で発生するアー
クエネルギーを無意味に大きくしているため遮断器の損
傷が激しい。大電流時には、通常可動接触子１は図８に
示すように、最大に回動している。図８において、１４
は可動接触子１に設けられた回動中心であり、また消弧
板６、消弧側板７は省略している。この状態で、アーク
を端子部５方向に引き延ばす電磁力を作用させると、図
中矢印で示すように、引き延ばされたアークＡのホット
ガスＨが大量に排気孔１３から放出されることになる。
これは、遮断器外部における地絡や火災を引き起こしか
ねず非常に危険である。もともと、可動接触子１に流れ
る電流による電磁力は、アークを端子部５側に引き延ば
す力であり、そのうえブローアウトコイル４ａによる同
方向の電磁力を付加することは更に危険性を高めること
になる。

【０００６】この欠点を改善するために、特開昭６２ー
１６３２３４号公報では、図９、図１０に示すような
ブローアウトコイルが提案されている。図９は可動接触
子１が閉成状態、図１０は可動接触子１が開成状態を示
している。これらの図から明らかなように、ブローアウ
トコイル４ａによるアークを端子部５方向に引き延ばす
電磁力は、接点２、３が開離した直後にしか作用しない
ようになっている。従って、アーク抵抗を高めなければ
ならない接点２、３が開離した直後においては、アーク
を端子部５側に引き延ばす電磁力を作用させて限流性能
を向上させ、可動接触子１が最大に回動した状態ではア
ークを端子部５側に引き延ばす電磁力が低下するためホ
ットガスの放出及びアークエネルギーによる損傷を低減
することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】アークが引き延ばされ
ると、前に述べたようにアーク抵抗が増大する。これは
接点２と３にかかる電圧が増大することを意味する。従
って、接点２と３の距離が短いと、接点間で絶縁破壊が
起こる危険性がある。このために、限流性能を向上させ
るためには、アークを引き延ばすだけでなく、可動接触
子の回動スピードを高め接点間の絶縁距離を急速に大き
くする必要がある。しかし、図９に示したブローアウト
コイルの構成では、ブローアウトコイルの発生する磁束
を接点２、３が開離した直後のアークを引き延ばすため
にしか利用していない。従って、可動接触子１の回動ス
ピードは、図６に示した構成のブローアウトコイルを備
えたものに比べて小さい。このために、予期したほどの
限流性能の向上が得られないという問題点があった。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、優れた限流性能を有し、しか
もアークエネルギーによる損傷及び外部へのホットガス
の放出が少ない開閉器を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる開閉器
は、可動接点が固定接点から開離する方向を上方とした
とき、ブロ−アウトコイルは、少なくとも上記可動接点
より中央部側では、上記接点閉成時の可動接触子と略平
行で互いに逆方向に電流が流れる二つの電流路を有し、
上記接点閉成時にはこれら電流路の一方で上記可動接触
子に流れる電流と同方向の電流が流れる電流路は上記可
動接触子より上方にあると共に、他方の電流路は上記可
動接触子より下方にあり、上記接点開成時には上記可動
接点は上記ブローアウトコイルの上側の電流路より上方
にあるように構成したものである。

【００１０】また、接続導体が、ほぼループ形をなしそ
の一端に端子部が接続されると共に他端のループの内側
に固定接点が固着されてブローアウトコイルを形成して
いる固定接触子であり、固定接点が固着されている面よ
り上方に位置する上記接続導体の部分に少なくとも可動
接触子の開離動作を妨げないようなスリットが設けられ
ている。

【００１１】

【作用】この発明の開閉器においては、ブローアウトコ
イルが接点開離直後のアークを端子部の方向に引き延ば
す電磁力を発生し、かつブローアウトコイルの上側の電
流路は流れる電流が可動接触子に流れる電流とほぼ平行
で同方向のため互いに引き合い、ブローアウトコイルの
下側の電流路に流れる電流は可動接触子に流れる電流と
ほぼ平行で逆方向のため、互いに反発しあう。これらは
何れも、可動接点を開離させる方向である。従って、可
動接点の開離スピードは大きくなる。このため、接点間
に高い電圧がかかっても絶縁破壊を起こすことはなく、
優れた限流性能が発揮される。しかも可動接点が最大に
開離した状態ではブローアウトコイルの上側の電流路よ
り上方に位置するアークに作用するブローアウトコイル
の電磁力は、アークを固定接触子接続端子部側と逆方向
に引き延ばす力であるため、可動接触子に流れる電流に
よるアークを上記端子部側に引き延ばそうとする電磁力
を弱めることができる。この結果、排気孔からのホット
ガスの放出量は少なくなる。また電流が増大してきて
も、この部分のアークの引き延ばされ方は少ないので発
生するアークエネルギーは少ないため、遮断器内の損傷
も低減できる。

【００１２】また、接続導体が、ほぼループ形をなしそ
の一端に端子部が接続されると共に他端のループの内側
に固定接点が固着されてブローアウトコイルを形成して
いる固定接触子であり、固定接点が固着されている面よ
り上方に位置する上記接続導体の部分に少なくとも可動
接触子の開離動作を妨げないようなスリットが設けられ
ているような構成であると、製作が容易である。

【００１３】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明の一実施例を一部切り
欠いて示す断面図であり、接点閉成状態を示している。
固定接触子４は、ブローアウトコイル４ａを構成する導
体からなっており、図３に拡大して示すように、ブロー
アウトコイル４ａはさらに、電流路４１、４２、４３、
４４からなっており、端子部５と一体に形成されてい
る。可動接触子の回動すなわち開離動作を妨げないよう
に、この例では電流路４２、４３にはスリット４４１が
設けられている。ブローアウトコイル４ａの固定接点３
が固着されている電流路４４と電流路４２は可動接触子
１とほぼ平行に回動中心側に延びており、図中矢印で示
すように、上側の電流路４２には可動接触子１と同方向
に電流が流れ、下側の電流路４４には逆方向に電流が流
れる。接点閉成時には、電流路４４は可動接触子１より
下方に位置しており、電流路４２は可動接触子１より上
方に位置している。６は可動接触子１の回動の軌跡部分
に切り欠きを有する消弧板である。図２はこの発明の一
実施例を一部切り欠いて示す断面図であり、図１の開閉
器の接点開成時の状態を示している。接点開成時には、
ブローアウトコイル４ａの上側の電流路４２は、可動接
点２より下方に位置するように構成されている。なお、
図１、図２においては、機構部などは省略している。

【００１４】次に動作について説明する。短絡電流など
の大電流が流れると、機構部の動作を待たずに可動接触
子１が回動し、接点２と３が開離し、接点２と３の間に
アークが発生する事は、従来と同様である。接点２、３
間に発生したアークには、ブローアウトコイル４ａが発
生する磁束が作用して端子部５側に引き延ばされ、アー
ク抵抗が高くなる。また、ブローアウトコイル４ａの上
側の電流路４２は、流れる電流が可動接触子１に流れる
電流とほぼ平行で同方向のため互いに引き合い、ブロー
アウトコイル４ａの下側の電流路４４に流れる電流は、
可動接触子１に流れる電流とほぼ平行で逆方向のため、
互いに反発しあう。これらは何れも、可動接触子１を回
動させる方向である。従って、可動接触子の開離スピー
ドすなわち回動スピードは大きくなる。このため、接点
２、３間に高い電圧がかかっても絶縁破壊を起こすこと
はなく、優れた限流性能が発揮される。

【００１５】次に、図２に示すように可動接触子１が最
大に回動した状態では、ブローアウトコイル４ａの上側
の電流路４２より上方に位置するアークに作用するブロ
ーアウトコイル４ａの電磁力は、アークを端子部５側と
逆方向に引き延ばす力である。これによって、可動接触
子１に流れる電流によるアークを端子部５側に引き延ば
そうとする電磁力を弱めることができる。この結果、排
気孔１３からのホットガスの放出量は少なくなる。また
電流が増大してきても、この部分のアークの引き延ばさ
れ方は少ないので発生するアークエネルギーは少ないた
め、遮断器内の損傷も低減できる。

【００１６】実施例２．なお、ブローアウトコイル４ａ
の形状は、図３に示したように構成すると、固定接点３
と電流路４１、４２、４３、４４とを有する固定接触子
４と端子部５とを一枚の導電材料から曲げ加工等によっ
て比較的容易に作成することが可能なので、安価なブロ
ーアウトコイルを得ることができるが、これに限るもの
ではなく、図４に示すように端子部５側の電流路４１の
一部にアークにより発生するガスを排気する排気スリッ
ト４４２を設けてもよい。

【００１７】実施例３．また、図５に示すように開閉ス
リット４４１と排気スリット４４２をつなげて単一のス
リット４４３としてもよい。

【００１８】実施例４．さらに、実施例１、２、３では
何れもブローアウトコイル４ａとして１ターン未満のも
のを示したが、何重にも巻かれたものであってもよい。

【００１９】実施例５．なお、上記実施例では消弧板６
がブローアウトコイル４ａの外側でブローアウトコイル
４ａを取り囲むように配置されている場合について示し
たが、これに限るものではなくブローアウトコイル４ａ
の内側に配置されていてもよいし、消弧板６は無くても
よい。

【００２０】実施例６．また、上記実施例では遮断器の
場合について説明したが、負荷開閉器や電磁接触器等の
他の開閉器であってもよく、上記実施例と同様の効果を
奏する。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、可動
接点が固定接点から開離する方向を上方としたとき、ブ
ロ−アウトコイルは、少なくとも上記可動接点より中央
部側では、上記接点閉成時の可動接触子と略平行で互い
に逆方向に電流が流れる二つの電流路を有し、上記接点
閉成時にはこれら電流路の一方で上記可動接触子に流れ
る電流と同方向の電流が流れる電流路は上記可動接触子
より上方にあると共に、他方の電流路は上記可動接触子
より下方にあり、上記接点開成時には上記可動接点は上
記ブローアウトコイルの上側の電流路より上方にあるよ
うに構成したので、優れた限流性能を持ち、かつアーク
エネルギーによる損傷やホットガスの放出の少ない開閉
器が得られる効果がある。

【００２２】また、接続導体が、ほぼループ形をなしそ
の一端に端子部が接続されると共に他端のループの内側
に固定接点が固着されてブローアウトコイルを形成して
いる固定接触子であり、固定接点が固着されている面よ
り上方に位置する上記接続導体の部分に少なくとも可動
接触子の開離動作を妨げないようなスリットが設けられ
ておれば、工作が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による開閉器の可動接触子
が閉成状態を示す要部の断面構成図である。

【図２】図１に示すこの発明の実施例１による開閉器の
可動接触子が開成状態を示す要部の断面構成図である。

【図３】図１の固定接触子を拡大して示す斜視図であ
る。

【図４】実施例２の固定接触子を拡大して示す斜視図で
ある。

【図５】実施例３の固定接触子を拡大して示す斜視図で
ある。

【図６】従来の開閉器を示す断面構成図である。

【図７】図６の開閉器をＣ−Ｃ線方向から見た平面図で
ある。

【図８】図６の開閉器の動作を説明する断面構成図であ
る。

【図９】別の従来例による開閉器の可動接触子が閉成状
態を示す要部の側面構成図である。

【図１０】図９に示す従来例による開閉器の可動接触子
が開成状態を示す要部の側面構成図である。

【符号の説明】

１可動接触子２可動接点３固定接点４固定接触子４ａブローアウトコイル４２上側の電流路４４下側の電流路５端子部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 9/30 - 9/40 H01H 73/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】端部に可動接点が固着されている可動接
触子と、接続導体の一端に上記可動接点と接離可能な固
定接点が固着されている固定接触子と、上記接続導体の
固定接点が固着されていない方の端部に接続されている
端子部とを有し、上記接続導体が上記接点間に発生する
アークを上記端子部側に伸張駆動するような磁場を発生
するブローアウトコイルを形成している開閉器におい
て、上記可動接点が上記固定接点から開離する方向を上
方としたとき、上記ブロ−アウトコイルは、少なくとも
上記可動接点より中央部側では、上記接点閉成時の上記
可動接触子と略平行で互いに逆方向に電流が流れる二つ
の電流路を有し、上記接点閉成時にはこれら電流路の一
方で可動接触子に流れる電流と同方向の電流が流れる電
流路は上記可動接触子より上方にあると共に、他方の電
流路は上記可動接触子より下方にあり、上記接点開成時
には上記可動接点は上記ブローアウトコイルの上側の電
流路より上方にあるように構成したことを特徴とする開
閉器。
【請求項２】接続導体が、ほぼループ形をなしその一
端に端子部が接続されると共に他端のループの内側に固
定接点が固着されてブローアウトコイルを形成している
固定接触子であり、上記固定接点が固着されている面よ
り上方に位置する上記接続導体の部分に少なくとも可動
接触子の開離動作を妨げないようなスリットが設けられ
ている請求項第１項記載の開閉器。