開閉器の消弧装置、それを備えた開閉器及び開閉器における消弧方法
【課題】開閉器の接触の開放操作において、消弧室に内蔵されている固定接触から可動接触が離れるときに発生するアークの可動接触の動きに伴う両接触上での移動を防止または低減して、アーク熱による固定接触及び可動接触の表面の荒れを低減し、両接触の耐久性を向上させると共に表面の荒れに起因する作動不良を防止する。
【解決手段】開閉器の消弧装置(7)は、固定接触(4)を内蔵している。消弧室(71)の可動接触(5)が出入りする側にはシャッター室(73)が設けてある。シャッター室(73)内部にはシャッター(76)が設けられている。シャッター(76)を閉じたときの閉じ部の可動接触(5)とは遠い側に位置する側壁(78)には、消弧室(71)の内部からシャッター(76)外部へ通じるガス噴き出し孔(79)が設けられている。
【解決手段】開閉器の消弧装置(7)は、固定接触(4)を内蔵している。消弧室(71)の可動接触(5)が出入りする側にはシャッター室(73)が設けてある。シャッター室(73)内部にはシャッター(76)が設けられている。シャッター(76)を閉じたときの閉じ部の可動接触(5)とは遠い側に位置する側壁(78)には、消弧室(71)の内部からシャッター(76)外部へ通じるガス噴き出し孔(79)が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉器の消弧装置、それを備えた開閉器及び開閉器における消弧方法に関するものである。さらに詳しくは、開閉器の接触の開放操作において、消弧室に内蔵されている固定接触から可動接触が離れるときに発生するアークの可動接触の動きに伴う両接触に対する移動を防止または低減して、アーク熱による固定接触及び可動接触の表面の荒れを低減し、両接触の耐久性を向上させることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
開閉器に設けられており固定接触を内蔵している消弧室には、固定接触から可動接触が離れるときに発生するアークを切断するためにシャッターが設けられている（例えば特許文献１参照）。このシャッターが閉じることによって、両接触の間に発生しているアークは細くなり、ごく短時間で切断され、両接触間の通電状態は解除される。
従来のシャッターは、可動接触がシャッターから抜けたときには、図５に示すように消弧室の開口のほぼ全部を自動的に塞ぐことができる構造である。
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２５３６８３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のものは、可動接触がシャッターから抜けたときには、上記のようにシャッターが消弧室の開口のほぼ全部を塞ぐように閉じる。しかし、アークは、シャッターが閉じるとすぐに切断されるわけではない。アークは、切断されるまでに、閉じたシャッターの当接部分のごく狭い隙間を貫通した状態で、可動接触が固定接触から離れる動きに伴って両接触に対して移動し、その後に切断される。
【０００５】
その際のアークの動きを図６を参照して詳しく説明する。
図６は従来の消弧装置において可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）は投入状態、（ｂ）は可動接触が固定接触から離れた瞬間、（ｃ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｄ）はさらに離れた状態の説明図である。
【０００６】
（１）図６（ａ）のように投入状態から、開放操作によって可動接触が固定接触と離れる方向へ移動すると、（ｂ）のように可動接触が固定接触から離れた瞬間にアークが発生する。このアークは、可動接触と固定接触の最も近い位置間に発生する。
【０００７】
（２）さらに、可動接触が移動すると、その移動に伴って両接触の表面の最も近い位置間をつなぐように、両接触の表面を伝って移動する。また、アーク熱によりシャッター及び消弧室の壁面が溶かされて消弧ガスが発生する。
【０００８】
（３）そして、（ｃ）のように可動接触がシャッターから抜けてシャッターが閉じた瞬間にもアークはすぐには切断されず、（ｄ）のように閉じたシャッターの当接部分のごく狭い隙間を貫通した状態で、可動接触の動きに伴って両接触に対して上記移動を続けながら細くなる。
（４）また、シャッターが閉じると同時に、アーク熱によるガスの膨張によって消弧室内の圧力が急激に上昇し、上記移動しているアークにシャッターの上記隙間から高圧のガスを吹き付け、アークを冷却すると共にその風圧で切断する。
【０００９】
上記のように、可動接触の動きに伴って、アークが両接触の表面を広い範囲（ほぼ全面にわたる）で移動することによって、両接触の表面が広い範囲で荒れてしまう。これにより、両接触の耐久性が十分に得られず、例えば両接触の接触部における電気抵抗が大きくなり、高圧電流の通電状態において異常過熱するおそれがあるため、異常過熱を防ぐ目的で接触の大型化を余儀なくされていた。また、両接触間の摩擦抵抗が大きくなって両接触を開放できなくなるなど、作動不良の原因となるおそれがあるため、操作力を大きくする対策が必要であった。
【００１０】
（本発明の目的）
本発明の目的は、開閉器の接触の開放操作において、消弧室に内蔵されている固定接触から可動接触が離れるときに発生するアークの可動接触の動きに伴う両接触上での移動を防止または低減し、アーク熱による固定接触及び可動接触の表面の荒れを低減することにより両接触の接触部における電気抵抗が大きくならないようにして異常過熱を防止し、両接触の大型化の必要をなくしてコンパクト化を図った、開閉器の消弧装置、それを備えた開閉器及び開閉器における消弧方法を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、両接触の表面の荒れに起因する作動不良を、操作力を大きくすることなしに防止して両接触の耐久性の向上を図った、開閉器の消弧装置、それを備えた開閉器及び開閉器における消弧方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
【００１２】
本発明は、開閉器の固定接触を消弧室に内蔵する消弧装置であって、消弧室のうち可動接触の出入り側にはシャッターが設けられており、シャッターを閉じた状態において消弧室の内部からシャッター外部へ通じるガス噴き出し孔が設けられている、開閉器の消弧装置である。
【００１３】
本発明は、開閉器の固定接触を消弧室に内蔵する消弧装置であって、消弧室のうち可動接触の出入り側にはシャッターが設けられており、シャッターを閉じた状態において閉じ部の可動接触と遠い側の一端またはその近傍に消弧室の内部からシャッター外部へ通じるガス噴き出し孔が設けられている、開閉器の消弧装置である。
【００１４】
本発明は、上記各消弧装置のうち何れかを備えている、開閉器である。
【００１５】
本発明は、開閉器の接触の開放時において、可動接触が動いて固定接触と離れたときに発生するアークを、シャッターを閉じた消弧室内でアーク熱により膨張しガス噴き出し孔へ向かうガスの流れによって、ガス噴き出し孔を通り固定接触と可動接触間でつながる経路に移動させ、さらにガス噴き出し孔を通り噴出するガスによってアークを切断する、開閉器における消弧方法である。
【００１６】
ガス噴き出し孔の形状は、例えば円形状、方形状などであるが、アークが通り、アーク切断に効果的なガスの噴出ができれば、特に限定するものではない。また、ガス噴き出し孔の数や大きさも、同じくアークが通り、アーク切断に効果的なガスの噴出ができれば、特に限定するものではない。
【００１７】
また、ガス噴き出し孔を設ける位置も、シャッターを閉じた状態において閉じ部の可動接触と遠い側の一端またはその近傍位置の他、例えば可動接触と近い側の一端またはその近傍位置あるいはシャッターの任意の箇所など、上記と同じくアークが通り、アーク切断に効果的なガスの噴出ができれば、特に限定するものではない。
【００１８】
（作用）
本発明に係る開閉器の消弧装置及び開閉器の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件のそれぞれに、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで説明の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１９】
開閉器(S)の接触(4,5)の開放時において、固定接触(4)から可動接触(5)が離れると、両接触(4,5)の互いに最も近い位置間にアーク(E)がつながるように発生する。
可動接触(5)がさらに離れる方向へ動いてシャッター(76)が閉じると、シャッター(76)内部の消弧室(71)内のガスがアーク熱によって瞬間的に膨張し、ガス噴き出し孔(79)へ向かうガスの流れが生じる。
上記アーク(E)は、このガスの流れに押されて、ガス噴き出し孔(79)を通る経路で両接触(4,5)をつなぐように移動する。
【００２０】
アーク(E)はガス噴き出し孔(79)を通る経路に限定されるため、両接触(4,5)の最も近い位置間を移動する動きをせず、両接触(4,5)につながるアーク(E)の位置は、可動接触(5)がさらに離れる方向へ動いてもほぼ一定であり、このためアーク(E)はいわば遠回りする形で可動接触(5)の動きに伴って細く引き延ばされる。
【００２１】
同時に、ガス噴き出し孔(79)を通り両接触(4,5)間でつながっているアーク(E)に対し、上記ガスの膨張により同じガス噴き出し孔(79)を通って噴出する高圧のガスが吹き付けられ、このガスによる冷却効果とアーク(E)の引き延ばし効果によりアーク(E)は切断される。なお、このときのガスはアーク(E)に対して無駄なく集中的に吹き付けられるので、より高い遮断性能が得られる。
【００２２】
上記のように、アーク(E)をガス噴き出し孔(79)を通る経路に移動させることにより、可動接触(5)の動きに伴うアーク(E)の両接触(4,5)上での移動を防止または低減することができる。これにより、従来のようなアーク熱による固定接触(4)及び可動接触(5)の広い範囲での表面の荒れを防止して両接触(4,5)の耐久性を向上させることができる。
【００２３】
また、両接触(4,5)の接触部における電気抵抗が大きくならず、両接触(4,5)の異常過熱が防止される。したがって、両接触(4,5)を異常過熱に耐えるために大型化する必要がなくなり、両接触(4,5)のコンパクト化を図ることができる。さらに、両接触(4,5)の表面の荒れに起因する作動不良を、操作力を大きくすることなしに防止することができ、両接触(4,5))の耐久性を向上させることが可能になる。
【００２４】
また、ガス噴き出し孔(79)が、シャッター(76)を閉じた状態において閉じ部の可動接触(5)と遠い側の一端またはその近傍に設けられているものは、両接触(4,5)の開放時において可動接触(5)の動きに伴うアーク(E)の引き延ばし効果が大きく、アーク(E)が細くなって切断されやすくなり、さらに短い時間での安定した遮断性能が得られる。したがって、両接触(4,5)の表面の荒れを防止して耐久性を向上させる作用がより優れている。
【発明の効果】
【００２５】
（ａ）本発明によれば、開閉器の接触の開放時において、可動接触が固定接触から離れるときに発生するアークをガス噴き出し孔へ向かう膨張ガスによってガス噴き出し孔を通る経路に移動させることにより、可動接触の動きに伴うアークの両接触に対する移動を防止または低減することができる。これにより、従来のようなアーク熱による固定接触及び可動接触の広い範囲での表面の荒れを低減することができるので、両接触の接触部における電気抵抗が大きくならず、両接触の異常過熱が防止される。したがって、両接触を異常過熱に耐えるために大型化する必要がなくなり、両接触のコンパクト化を図ることができる。
【００２６】
（ｂ）アーク熱による固定接触及び可動接触の広い範囲での表面の荒れを低減することができるので、両接触の表面の荒れに起因する作動不良を操作力を大きくすることなしに防止することができ、両接触の耐久性を向上させることが可能になる。
【００２７】
（ｃ）ガス噴き出し孔を通り両接触間でつながっているアークに対し、同じガス噴き出し孔を通って噴出される高圧のガスを無駄なく集中的に吹き付けることができるので、アークが切断されるまでの時間が短くなり、遮断性能をより安定させることができる。
【００２８】
（ｄ）ガス噴き出し孔が、シャッターを閉じた状態において閉じ部の可動接触と遠い側の一端またはその近傍に設けられているものは、接触の開放時において可動接触の動きに伴うアークの引き延ばし効果が大きく、アークが細くなって切断されやすくなり、さらに短い時間での安定した遮断性能が得られる。したがって、両接触の表面の荒れを防止して耐久性を向上させる作用がより優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を図に示した実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００３０】
図１は本願発明に係る消弧装置の構造を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面説明図、
図２は可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｂ）はさらに離れた状態の説明図、
図３は本発明に係る開閉器の外形を示す正面図、
図４は図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００３１】
まず、図３及び図４を参照して本実施の形態に係る開閉器Ｓの構造を説明する。なお、開閉器Ｓは、本願発明の特徴的な部分である消弧装置７を除く部分は、一般的な構造であるので、これらの部分の構造については概略を説明するに止めるか、あるいは説明を省略する。
【００３２】
開閉器Ｓは、密閉型のケース１と、ケース１の上下に相対向してそれぞれ三箇所に設けてある配電線路接続用のブッシング２、３と、一方側の各ブッシング２を介し導入される配電線路に接続され、ケース１内の三箇所に設けられた固定接触４と、各固定接触４を覆う消弧装置７と、他方側の各ブッシング３を介し導入される配電線路に接続され、ケース１内の三箇所に回動可能に設けられ各固定接触４に対し投入・開放動作を行う可動接触５と、各可動接触５を回動させる駆動機構部６と、駆動機構部６を操作し各可動接触５の投入・開放を手動または自動で行う操作部（図示省略）を備えた構造である。
【００３３】
上記消弧装置７は、接触の開放の際に、可動接触５が消弧室７１から出ると同時にシャッター７６（後述）を閉じるシャッター方式を採用したものである。本発明に係る消弧装置７については、後で詳しく説明する。
【００３４】
固定接触４は、各ブッシング２から導入してある配電線路を構成する導体４０に固着されている。固定接触４は、導体４０の両側部にそれぞれ固着されている立ち上げ部４２で構成されており、各立ち上げ部４２の先部側は窄まるように傾斜して設けられ、先端部は外側へ反るように丸められている。そして、各立ち上げ部４２の間に投入空間が設けられている。固定接触４の各立ち上げ部４２の外面側には、立ち上げ部４２のバネ性を補強する接触バネ４４が密着させて設けられている。
【００３５】
導体４０の下側には、消弧装置７を構成する固定接触台７０が固定されている。固定接触台７０の上部開口側には、下部側が開口した消弧室７１が固着されている。固定接触台７０と消弧室７１は絶縁プラスチック製である。
消弧室７１の天部のうち固定接触４の上方には、可動接触５の先部が出入り可能な平面視長方形状の貫通口７２が設けられている。
【００３６】
消弧室７１の上部には、絶縁プラスチック製のシャッター室７３がボルトにより固着されている。シャッター室７３の天部には、上記貫通口７２と同じく可動接触５の先部が出入り可能な出入口７４が設けられている。シャッター室７３内部の空間には、それぞれバネ７５で内方へ付勢され、常態では双方の内面を当接させて閉じているシャッター７６、７６が収容されている。
【００３７】
シャッター室７３の側壁のうち各シャッター７６を案内する側の一方の側壁７８には、ガス噴き出し孔７９が図２において上下方向に設けられている。ガス噴き出し孔７９は、下方にある上記貫通口７２と、上方にある出入口７４に通じており、これによりアークは固定接触４→貫通口７２→ガス噴き出し孔７９→出入口７４→可動接触５の経路を通ることができる。また、シャッター室７３の内部でアーク熱によって膨張するガスも、同じくガス噴き出し孔７９を通って外部へ噴出する。
【００３８】
なお、ガス噴き出し孔７９は本実施の形態では、各シャッター７６の開閉状態に関係なく常時開いているが、少なくとも各シャッター７６が閉じたときに開いている構造であれば、本実施の形態の構造に限定するものではない。
【００３９】
また、シャッター室７３の上部には、図に示すように可動接触５の動く軌跡に合わせて傾斜した導入カバー７７が設けられている。シャッター室７３の下部は開放され、内部の空間は上記消弧室７１天部の貫通口７２に通じている。
【００４０】
可動接触５は、各ブッシング３から導入されている配電線路を構成する導体５０に固着されている。可動接触５は、リンク機構などを採用した駆動機構部６により回動されて固定接触４との投入・開放動作を行う構造となっている。可動接触５は、軸５２を中心に回動する基体５１と、基体５１の先端部に連設されている接触子板５３を備えている。接触子板５３は、く字状に湾曲して形成されており、銅板に銀メッキを施したものである。
【００４１】
（作用）
本実施の形態に係る消弧装置７及びそれを備えた開閉器Ｓの作用を説明する。
（１）開閉器Ｓの固定接触４と可動接触５の開放時において、固定接触４から可動接触５が離れると、両接触４、５の互いに最も近い位置間にアークＥがつながるように発生する（参考：図６（ｂ））。
（２）可動接触５がさらに離れる方向へ動いて各シャッター７６が閉じると、シャッター７６内側の消弧室７１内のガスがアーク熱によって瞬間的に膨張し、ガス噴き出し孔７９へ向かうガスの流れが生じる。
【００４２】
（３）アークＥは、このガスの流れに押されて、ガス噴き出し孔７９を通る経路で両接触４、５をつなぐように移動する（図２（ａ）参照）。なお、アークＥが可動接触５と最初につながる位置は図２（ａ）に示すように接触子板５３の先端側の円弧部分の表面であり、その後すぐに接触子板５３の先端角部へやや移動する。また、アークＥの固定接触４とつながる位置は、固定接触４のガス噴き出し孔７９に近い側の端部であり、その後も変わらない。
【００４３】
（４）アークＥはガス噴き出し孔７９を通る経路に限定されるため、従来のように両接触４、５の最も近い位置間を移動する動きをせず、両接触４、５につながるアークＥの位置は、可動接触５がさらに離れる方向へ動いても、上記のようにほぼ一定であり、このためアークＥはいわば遠回りする形で可動接触５の動きに伴って細く引き延ばされる。なお、ガス噴き出し孔７９は、閉じ部（両シャッター７６の当接部）のうち可動接触５と遠い側の一端の近傍に設けられているので、可動接触５の動きに伴うアークＥの引き延ばし効果が、例えば近い側など他の箇所に設けた場合よりも大きく、アークがより細くなって切断されやすくなる。
【００４４】
（５）同時に、ガス噴き出し孔７９を通り両接触４、５間でつながっているアークＥに対し、上記ガスの膨張により同じガス噴き出し孔７９を通って噴出する高圧のガスが吹き付けられ、このガスによる冷却効果とアークＥのさらなる引き延ばし効果によりアークＥは切断される。なお、このときのガスはアークＥに対して無駄なく集中的に吹き付けられるので、より高い遮断性能が得られる。
【００４５】
また、上記のように、アークＥをガス噴き出し孔７９を通る経路に移動させることにより、可動接触５の動きに伴うアークＥの両接触４、５に対する移動を防止または低減することができる。これにより、従来のようなアーク熱による固定接触４及び可動接触５の広い範囲での表面の荒れを防止または低減することができるので、両接触４、５の接触部における電気抵抗が大きくならず、両接触４、５の異常過熱が防止される。
【００４６】
したがって、両接触４、５を異常過熱に耐えるために大型化する必要がなくなり、両接触４、５のコンパクト化を図ることができる。
また、両接触４、５の表面の荒れに起因する作動不良を、操作力を大きくすることなしに防止することができるので、両接触４、５の耐久性を向上させることが可能になる。
【００４７】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまで説明上のものであって限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示されている実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本願発明に係る消弧装置の構造を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面説明図。
【図２】可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｂ）はさらに離れた状態の説明図。
【図３】本発明に係る開閉器の外形を示す正面図。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図。
【図５】従来の消弧装置のシャッターの構造を示す断面説明図。
【図６】従来の消弧装置において可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）は投入状態、（ｂ）は可動接触が固定接触から離れた瞬間、（ｃ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｄ）はさらに離れた状態の説明図。
【符号の説明】
【００４９】
Ｓ 開閉器
１ ケース
２ ブッシング
３ ブッシング
４ 固定接触
４０ 導体
４２ 立ち上げ部
４４ 接触バネ
５ 可動接触
５０ 導体
５１ 基体
５２ 軸
５３ 接触子板
６ 駆動機構部
７ 消弧装置
７０ 固定接触台
７１ 消弧室
７２ 上記貫通口
７２ 貫通口
７３ シャッター室
７４ 出入口
７５ バネ
７６ シャッター
７７ 導入カバー
７８ 側壁
７９ ガス噴き出し孔
Ｅ アーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉器の消弧装置、それを備えた開閉器及び開閉器における消弧方法に関するものである。さらに詳しくは、開閉器の接触の開放操作において、消弧室に内蔵されている固定接触から可動接触が離れるときに発生するアークの可動接触の動きに伴う両接触に対する移動を防止または低減して、アーク熱による固定接触及び可動接触の表面の荒れを低減し、両接触の耐久性を向上させることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
開閉器に設けられており固定接触を内蔵している消弧室には、固定接触から可動接触が離れるときに発生するアークを切断するためにシャッターが設けられている（例えば特許文献１参照）。このシャッターが閉じることによって、両接触の間に発生しているアークは細くなり、ごく短時間で切断され、両接触間の通電状態は解除される。
従来のシャッターは、可動接触がシャッターから抜けたときには、図５に示すように消弧室の開口のほぼ全部を自動的に塞ぐことができる構造である。
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２５３６８３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のものは、可動接触がシャッターから抜けたときには、上記のようにシャッターが消弧室の開口のほぼ全部を塞ぐように閉じる。しかし、アークは、シャッターが閉じるとすぐに切断されるわけではない。アークは、切断されるまでに、閉じたシャッターの当接部分のごく狭い隙間を貫通した状態で、可動接触が固定接触から離れる動きに伴って両接触に対して移動し、その後に切断される。
【０００５】
その際のアークの動きを図６を参照して詳しく説明する。
図６は従来の消弧装置において可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）は投入状態、（ｂ）は可動接触が固定接触から離れた瞬間、（ｃ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｄ）はさらに離れた状態の説明図である。
【０００６】
（１）図６（ａ）のように投入状態から、開放操作によって可動接触が固定接触と離れる方向へ移動すると、（ｂ）のように可動接触が固定接触から離れた瞬間にアークが発生する。このアークは、可動接触と固定接触の最も近い位置間に発生する。
【０００７】
（２）さらに、可動接触が移動すると、その移動に伴って両接触の表面の最も近い位置間をつなぐように、両接触の表面を伝って移動する。また、アーク熱によりシャッター及び消弧室の壁面が溶かされて消弧ガスが発生する。
【０００８】
（３）そして、（ｃ）のように可動接触がシャッターから抜けてシャッターが閉じた瞬間にもアークはすぐには切断されず、（ｄ）のように閉じたシャッターの当接部分のごく狭い隙間を貫通した状態で、可動接触の動きに伴って両接触に対して上記移動を続けながら細くなる。
（４）また、シャッターが閉じると同時に、アーク熱によるガスの膨張によって消弧室内の圧力が急激に上昇し、上記移動しているアークにシャッターの上記隙間から高圧のガスを吹き付け、アークを冷却すると共にその風圧で切断する。
【０００９】
上記のように、可動接触の動きに伴って、アークが両接触の表面を広い範囲（ほぼ全面にわたる）で移動することによって、両接触の表面が広い範囲で荒れてしまう。これにより、両接触の耐久性が十分に得られず、例えば両接触の接触部における電気抵抗が大きくなり、高圧電流の通電状態において異常過熱するおそれがあるため、異常過熱を防ぐ目的で接触の大型化を余儀なくされていた。また、両接触間の摩擦抵抗が大きくなって両接触を開放できなくなるなど、作動不良の原因となるおそれがあるため、操作力を大きくする対策が必要であった。
【００１０】
（本発明の目的）
本発明の目的は、開閉器の接触の開放操作において、消弧室に内蔵されている固定接触から可動接触が離れるときに発生するアークの可動接触の動きに伴う両接触上での移動を防止または低減し、アーク熱による固定接触及び可動接触の表面の荒れを低減することにより両接触の接触部における電気抵抗が大きくならないようにして異常過熱を防止し、両接触の大型化の必要をなくしてコンパクト化を図った、開閉器の消弧装置、それを備えた開閉器及び開閉器における消弧方法を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、両接触の表面の荒れに起因する作動不良を、操作力を大きくすることなしに防止して両接触の耐久性の向上を図った、開閉器の消弧装置、それを備えた開閉器及び開閉器における消弧方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
【００１２】
本発明は、開閉器の固定接触を消弧室に内蔵する消弧装置であって、消弧室のうち可動接触の出入り側にはシャッターが設けられており、シャッターを閉じた状態において消弧室の内部からシャッター外部へ通じるガス噴き出し孔が設けられている、開閉器の消弧装置である。
【００１３】
本発明は、開閉器の固定接触を消弧室に内蔵する消弧装置であって、消弧室のうち可動接触の出入り側にはシャッターが設けられており、シャッターを閉じた状態において閉じ部の可動接触と遠い側の一端またはその近傍に消弧室の内部からシャッター外部へ通じるガス噴き出し孔が設けられている、開閉器の消弧装置である。
【００１４】
本発明は、上記各消弧装置のうち何れかを備えている、開閉器である。
【００１５】
本発明は、開閉器の接触の開放時において、可動接触が動いて固定接触と離れたときに発生するアークを、シャッターを閉じた消弧室内でアーク熱により膨張しガス噴き出し孔へ向かうガスの流れによって、ガス噴き出し孔を通り固定接触と可動接触間でつながる経路に移動させ、さらにガス噴き出し孔を通り噴出するガスによってアークを切断する、開閉器における消弧方法である。
【００１６】
ガス噴き出し孔の形状は、例えば円形状、方形状などであるが、アークが通り、アーク切断に効果的なガスの噴出ができれば、特に限定するものではない。また、ガス噴き出し孔の数や大きさも、同じくアークが通り、アーク切断に効果的なガスの噴出ができれば、特に限定するものではない。
【００１７】
また、ガス噴き出し孔を設ける位置も、シャッターを閉じた状態において閉じ部の可動接触と遠い側の一端またはその近傍位置の他、例えば可動接触と近い側の一端またはその近傍位置あるいはシャッターの任意の箇所など、上記と同じくアークが通り、アーク切断に効果的なガスの噴出ができれば、特に限定するものではない。
【００１８】
（作用）
本発明に係る開閉器の消弧装置及び開閉器の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件のそれぞれに、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで説明の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１９】
開閉器(S)の接触(4,5)の開放時において、固定接触(4)から可動接触(5)が離れると、両接触(4,5)の互いに最も近い位置間にアーク(E)がつながるように発生する。
可動接触(5)がさらに離れる方向へ動いてシャッター(76)が閉じると、シャッター(76)内部の消弧室(71)内のガスがアーク熱によって瞬間的に膨張し、ガス噴き出し孔(79)へ向かうガスの流れが生じる。
上記アーク(E)は、このガスの流れに押されて、ガス噴き出し孔(79)を通る経路で両接触(4,5)をつなぐように移動する。
【００２０】
アーク(E)はガス噴き出し孔(79)を通る経路に限定されるため、両接触(4,5)の最も近い位置間を移動する動きをせず、両接触(4,5)につながるアーク(E)の位置は、可動接触(5)がさらに離れる方向へ動いてもほぼ一定であり、このためアーク(E)はいわば遠回りする形で可動接触(5)の動きに伴って細く引き延ばされる。
【００２１】
同時に、ガス噴き出し孔(79)を通り両接触(4,5)間でつながっているアーク(E)に対し、上記ガスの膨張により同じガス噴き出し孔(79)を通って噴出する高圧のガスが吹き付けられ、このガスによる冷却効果とアーク(E)の引き延ばし効果によりアーク(E)は切断される。なお、このときのガスはアーク(E)に対して無駄なく集中的に吹き付けられるので、より高い遮断性能が得られる。
【００２２】
上記のように、アーク(E)をガス噴き出し孔(79)を通る経路に移動させることにより、可動接触(5)の動きに伴うアーク(E)の両接触(4,5)上での移動を防止または低減することができる。これにより、従来のようなアーク熱による固定接触(4)及び可動接触(5)の広い範囲での表面の荒れを防止して両接触(4,5)の耐久性を向上させることができる。
【００２３】
また、両接触(4,5)の接触部における電気抵抗が大きくならず、両接触(4,5)の異常過熱が防止される。したがって、両接触(4,5)を異常過熱に耐えるために大型化する必要がなくなり、両接触(4,5)のコンパクト化を図ることができる。さらに、両接触(4,5)の表面の荒れに起因する作動不良を、操作力を大きくすることなしに防止することができ、両接触(4,5))の耐久性を向上させることが可能になる。
【００２４】
また、ガス噴き出し孔(79)が、シャッター(76)を閉じた状態において閉じ部の可動接触(5)と遠い側の一端またはその近傍に設けられているものは、両接触(4,5)の開放時において可動接触(5)の動きに伴うアーク(E)の引き延ばし効果が大きく、アーク(E)が細くなって切断されやすくなり、さらに短い時間での安定した遮断性能が得られる。したがって、両接触(4,5)の表面の荒れを防止して耐久性を向上させる作用がより優れている。
【発明の効果】
【００２５】
（ａ）本発明によれば、開閉器の接触の開放時において、可動接触が固定接触から離れるときに発生するアークをガス噴き出し孔へ向かう膨張ガスによってガス噴き出し孔を通る経路に移動させることにより、可動接触の動きに伴うアークの両接触に対する移動を防止または低減することができる。これにより、従来のようなアーク熱による固定接触及び可動接触の広い範囲での表面の荒れを低減することができるので、両接触の接触部における電気抵抗が大きくならず、両接触の異常過熱が防止される。したがって、両接触を異常過熱に耐えるために大型化する必要がなくなり、両接触のコンパクト化を図ることができる。
【００２６】
（ｂ）アーク熱による固定接触及び可動接触の広い範囲での表面の荒れを低減することができるので、両接触の表面の荒れに起因する作動不良を操作力を大きくすることなしに防止することができ、両接触の耐久性を向上させることが可能になる。
【００２７】
（ｃ）ガス噴き出し孔を通り両接触間でつながっているアークに対し、同じガス噴き出し孔を通って噴出される高圧のガスを無駄なく集中的に吹き付けることができるので、アークが切断されるまでの時間が短くなり、遮断性能をより安定させることができる。
【００２８】
（ｄ）ガス噴き出し孔が、シャッターを閉じた状態において閉じ部の可動接触と遠い側の一端またはその近傍に設けられているものは、接触の開放時において可動接触の動きに伴うアークの引き延ばし効果が大きく、アークが細くなって切断されやすくなり、さらに短い時間での安定した遮断性能が得られる。したがって、両接触の表面の荒れを防止して耐久性を向上させる作用がより優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を図に示した実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００３０】
図１は本願発明に係る消弧装置の構造を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面説明図、
図２は可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｂ）はさらに離れた状態の説明図、
図３は本発明に係る開閉器の外形を示す正面図、
図４は図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００３１】
まず、図３及び図４を参照して本実施の形態に係る開閉器Ｓの構造を説明する。なお、開閉器Ｓは、本願発明の特徴的な部分である消弧装置７を除く部分は、一般的な構造であるので、これらの部分の構造については概略を説明するに止めるか、あるいは説明を省略する。
【００３２】
開閉器Ｓは、密閉型のケース１と、ケース１の上下に相対向してそれぞれ三箇所に設けてある配電線路接続用のブッシング２、３と、一方側の各ブッシング２を介し導入される配電線路に接続され、ケース１内の三箇所に設けられた固定接触４と、各固定接触４を覆う消弧装置７と、他方側の各ブッシング３を介し導入される配電線路に接続され、ケース１内の三箇所に回動可能に設けられ各固定接触４に対し投入・開放動作を行う可動接触５と、各可動接触５を回動させる駆動機構部６と、駆動機構部６を操作し各可動接触５の投入・開放を手動または自動で行う操作部（図示省略）を備えた構造である。
【００３３】
上記消弧装置７は、接触の開放の際に、可動接触５が消弧室７１から出ると同時にシャッター７６（後述）を閉じるシャッター方式を採用したものである。本発明に係る消弧装置７については、後で詳しく説明する。
【００３４】
固定接触４は、各ブッシング２から導入してある配電線路を構成する導体４０に固着されている。固定接触４は、導体４０の両側部にそれぞれ固着されている立ち上げ部４２で構成されており、各立ち上げ部４２の先部側は窄まるように傾斜して設けられ、先端部は外側へ反るように丸められている。そして、各立ち上げ部４２の間に投入空間が設けられている。固定接触４の各立ち上げ部４２の外面側には、立ち上げ部４２のバネ性を補強する接触バネ４４が密着させて設けられている。
【００３５】
導体４０の下側には、消弧装置７を構成する固定接触台７０が固定されている。固定接触台７０の上部開口側には、下部側が開口した消弧室７１が固着されている。固定接触台７０と消弧室７１は絶縁プラスチック製である。
消弧室７１の天部のうち固定接触４の上方には、可動接触５の先部が出入り可能な平面視長方形状の貫通口７２が設けられている。
【００３６】
消弧室７１の上部には、絶縁プラスチック製のシャッター室７３がボルトにより固着されている。シャッター室７３の天部には、上記貫通口７２と同じく可動接触５の先部が出入り可能な出入口７４が設けられている。シャッター室７３内部の空間には、それぞれバネ７５で内方へ付勢され、常態では双方の内面を当接させて閉じているシャッター７６、７６が収容されている。
【００３７】
シャッター室７３の側壁のうち各シャッター７６を案内する側の一方の側壁７８には、ガス噴き出し孔７９が図２において上下方向に設けられている。ガス噴き出し孔７９は、下方にある上記貫通口７２と、上方にある出入口７４に通じており、これによりアークは固定接触４→貫通口７２→ガス噴き出し孔７９→出入口７４→可動接触５の経路を通ることができる。また、シャッター室７３の内部でアーク熱によって膨張するガスも、同じくガス噴き出し孔７９を通って外部へ噴出する。
【００３８】
なお、ガス噴き出し孔７９は本実施の形態では、各シャッター７６の開閉状態に関係なく常時開いているが、少なくとも各シャッター７６が閉じたときに開いている構造であれば、本実施の形態の構造に限定するものではない。
【００３９】
また、シャッター室７３の上部には、図に示すように可動接触５の動く軌跡に合わせて傾斜した導入カバー７７が設けられている。シャッター室７３の下部は開放され、内部の空間は上記消弧室７１天部の貫通口７２に通じている。
【００４０】
可動接触５は、各ブッシング３から導入されている配電線路を構成する導体５０に固着されている。可動接触５は、リンク機構などを採用した駆動機構部６により回動されて固定接触４との投入・開放動作を行う構造となっている。可動接触５は、軸５２を中心に回動する基体５１と、基体５１の先端部に連設されている接触子板５３を備えている。接触子板５３は、く字状に湾曲して形成されており、銅板に銀メッキを施したものである。
【００４１】
（作用）
本実施の形態に係る消弧装置７及びそれを備えた開閉器Ｓの作用を説明する。
（１）開閉器Ｓの固定接触４と可動接触５の開放時において、固定接触４から可動接触５が離れると、両接触４、５の互いに最も近い位置間にアークＥがつながるように発生する（参考：図６（ｂ））。
（２）可動接触５がさらに離れる方向へ動いて各シャッター７６が閉じると、シャッター７６内側の消弧室７１内のガスがアーク熱によって瞬間的に膨張し、ガス噴き出し孔７９へ向かうガスの流れが生じる。
【００４２】
（３）アークＥは、このガスの流れに押されて、ガス噴き出し孔７９を通る経路で両接触４、５をつなぐように移動する（図２（ａ）参照）。なお、アークＥが可動接触５と最初につながる位置は図２（ａ）に示すように接触子板５３の先端側の円弧部分の表面であり、その後すぐに接触子板５３の先端角部へやや移動する。また、アークＥの固定接触４とつながる位置は、固定接触４のガス噴き出し孔７９に近い側の端部であり、その後も変わらない。
【００４３】
（４）アークＥはガス噴き出し孔７９を通る経路に限定されるため、従来のように両接触４、５の最も近い位置間を移動する動きをせず、両接触４、５につながるアークＥの位置は、可動接触５がさらに離れる方向へ動いても、上記のようにほぼ一定であり、このためアークＥはいわば遠回りする形で可動接触５の動きに伴って細く引き延ばされる。なお、ガス噴き出し孔７９は、閉じ部（両シャッター７６の当接部）のうち可動接触５と遠い側の一端の近傍に設けられているので、可動接触５の動きに伴うアークＥの引き延ばし効果が、例えば近い側など他の箇所に設けた場合よりも大きく、アークがより細くなって切断されやすくなる。
【００４４】
（５）同時に、ガス噴き出し孔７９を通り両接触４、５間でつながっているアークＥに対し、上記ガスの膨張により同じガス噴き出し孔７９を通って噴出する高圧のガスが吹き付けられ、このガスによる冷却効果とアークＥのさらなる引き延ばし効果によりアークＥは切断される。なお、このときのガスはアークＥに対して無駄なく集中的に吹き付けられるので、より高い遮断性能が得られる。
【００４５】
また、上記のように、アークＥをガス噴き出し孔７９を通る経路に移動させることにより、可動接触５の動きに伴うアークＥの両接触４、５に対する移動を防止または低減することができる。これにより、従来のようなアーク熱による固定接触４及び可動接触５の広い範囲での表面の荒れを防止または低減することができるので、両接触４、５の接触部における電気抵抗が大きくならず、両接触４、５の異常過熱が防止される。
【００４６】
したがって、両接触４、５を異常過熱に耐えるために大型化する必要がなくなり、両接触４、５のコンパクト化を図ることができる。
また、両接触４、５の表面の荒れに起因する作動不良を、操作力を大きくすることなしに防止することができるので、両接触４、５の耐久性を向上させることが可能になる。
【００４７】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまで説明上のものであって限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示されている実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本願発明に係る消弧装置の構造を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面説明図。
【図２】可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｂ）はさらに離れた状態の説明図。
【図３】本発明に係る開閉器の外形を示す正面図。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図。
【図５】従来の消弧装置のシャッターの構造を示す断面説明図。
【図６】従来の消弧装置において可動接触が消弧室内の固定接触から離れるときのアークの動きを示し、（ａ）は投入状態、（ｂ）は可動接触が固定接触から離れた瞬間、（ｃ）はシャッターが閉じた瞬間、（ｄ）はさらに離れた状態の説明図。
【符号の説明】
【００４９】
Ｓ 開閉器
１ ケース
２ ブッシング
３ ブッシング
４ 固定接触
４０ 導体
４２ 立ち上げ部
４４ 接触バネ
５ 可動接触
５０ 導体
５１ 基体
５２ 軸
５３ 接触子板
６ 駆動機構部
７ 消弧装置
７０ 固定接触台
７１ 消弧室
７２ 上記貫通口
７２ 貫通口
７３ シャッター室
７４ 出入口
７５ バネ
７６ シャッター
７７ 導入カバー
７８ 側壁
７９ ガス噴き出し孔
Ｅ アーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉器(S)の固定接触(4)を消弧室(71)に内蔵する消弧装置(7)であって、
消弧室(71)のうち可動接触(5)の出入り側にはシャッター(76)が設けられており、
シャッター(76)を閉じた状態において消弧室(71)の内部からシャッター(76)外部へ通じるガス噴き出し孔(79)が設けられている、
開閉器の消弧装置。
【請求項２】
開閉器(S)の固定接触(4)を消弧室(71)に内蔵する消弧装置(7)であって、
消弧室(71)のうち可動接触(5)の出入り側にはシャッター(76)が設けられており、
シャッター(76)を閉じた状態において閉じ部の可動接触(5)と遠い側の一端またはその近傍に消弧室(71)の内部からシャッター(76)外部へ通じるガス噴き出し孔(79)が設けられている、
開閉器の消弧装置。
【請求項３】
請求項１または２の消弧装置のうち何れかを備えている、
開閉器。
【請求項４】
開閉器(S)の接触(4,5)の開放時において、可動接触(5)が動いて固定接触(4)と離れたときに発生するアーク(E)を、シャッター(76)を閉じた消弧室(71)内でアーク熱により膨張しガス噴き出し孔(79)へ向かうガスの流れによって、ガス噴き出し孔(79)を通り固定接触(4))と可動接触(5)間でつながる経路に移動させ、さらにガス噴き出し孔(79)を通り噴出するガスによってアーク(E)を切断する、
開閉器における消弧方法。
【請求項１】
開閉器(S)の固定接触(4)を消弧室(71)に内蔵する消弧装置(7)であって、
消弧室(71)のうち可動接触(5)の出入り側にはシャッター(76)が設けられており、
シャッター(76)を閉じた状態において消弧室(71)の内部からシャッター(76)外部へ通じるガス噴き出し孔(79)が設けられている、
開閉器の消弧装置。
【請求項２】
開閉器(S)の固定接触(4)を消弧室(71)に内蔵する消弧装置(7)であって、
消弧室(71)のうち可動接触(5)の出入り側にはシャッター(76)が設けられており、
シャッター(76)を閉じた状態において閉じ部の可動接触(5)と遠い側の一端またはその近傍に消弧室(71)の内部からシャッター(76)外部へ通じるガス噴き出し孔(79)が設けられている、
開閉器の消弧装置。
【請求項３】
請求項１または２の消弧装置のうち何れかを備えている、
開閉器。
【請求項４】
開閉器(S)の接触(4,5)の開放時において、可動接触(5)が動いて固定接触(4)と離れたときに発生するアーク(E)を、シャッター(76)を閉じた消弧室(71)内でアーク熱により膨張しガス噴き出し孔(79)へ向かうガスの流れによって、ガス噴き出し孔(79)を通り固定接触(4))と可動接触(5)間でつながる経路に移動させ、さらにガス噴き出し孔(79)を通り噴出するガスによってアーク(E)を切断する、
開閉器における消弧方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２８０７２６（Ｐ２００７−２８０７２６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０４４７４（Ｐ２００６−１０４４７４）
【出願日】平成１８年４月５日（２００６．４．５）
【出願人】（０００００３１７１）株式会社戸上電機製作所 (29)
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月５日（２００６．４．５）
【出願人】（０００００３１７１）株式会社戸上電機製作所 (29)
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