(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側電極部と、
前記固定側電極部と対向配置された可動側電極部とで構成され、
前記可動側電極部は、操作機構に連結される移動自在の可動側電極軸を有し、
前記固定側電極部は、前記可動側電極軸と先端間が接離するとともに、所定距離だけ移動する固定側電極軸と、
前記固定側電極軸を前記可動側電極軸側に押出すように付勢された電極押出しばねと、
前記固定側電極軸の外周に配置されるとともに、前記可動側電極軸の外周側面と接離する通電接触子とを有し、
開路状態において、
前記固定側電極軸の先端が前記通電接触子よりも前記可動側通電軸側に突出し、この突出した距離をＡとし、
前記通電接触子の内周面から前記固定側電極軸の外周面までの距離をＢとすると、Ａ＜Ｂであることを特徴とする開閉器。
【請求項２】
前記固定側電極軸の外周に絶縁被膜を設けたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、断路器や負荷開閉器のような開閉器の開閉特性を向上し得る開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の開閉器における断路器は、遮断器と異なり大電流遮断の責務がないため、比較的に簡易な構造が用いられている。しかしながら、遮断器に比べて電流が小さいものの、数１０００Aのループ電流や充電電流などを開閉する責務を課せられることがある。このような場合、磁界を発生させてアークを駆動させたり、ＳＦ６ガスを封入したりし、消弧能力を向上させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８４７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の開閉器においては、次のような問題がある。  
アークを駆動させるものでは、接触子や電極などの消耗や損傷などを抑制できるものの、電流経路を制御するために電極構造が複雑となり、組立作業などが困難であった。また、ＳＦ６ガスを用いるものでは、優れた絶縁性能により縮小化が図れるが、大気中に放出しないように厳重な管理をしなくてはならなかった。このため、管理が容易な大気中に存在する乾燥空気などの絶縁ガスを用いても大型化が抑えられ、接触子などの損傷を抑えて開閉特性の向上を図れるものが望まれていた。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、環境に調和した絶縁ガスを用い、開閉特性の向上を図った開閉器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、実施形態の開閉器は、固定側電極部と、前記固定側電極部と対向配置された可動側電極部とで構成され、前記可動側電極部は、操作機構に連結される移動自在の可動側電極軸を有し、前記固定側電極部は、前記可動側電極軸と先端間が接離するとともに、所定距離だけ移動する固定側電極軸と、前記固定側電極軸を前記可動側電極軸側に押出すように付勢された電極押出しばねと、前記固定側電極軸の外周に配置されるとともに、前記可動側電極軸の外周側面と接離する通電接触子とを有し、開路状態において、前記固定側電極軸の先端が前記通電接触子よりも前記可動側通電軸側に突出し、この突出した距離をＡとし、前記通電接触子の内周面から前記固定側電極軸の外周面までの距離をＢとすると、Ａ＜Ｂであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１に係る開閉器の構成を示す要部断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る開閉器の動作を説明する断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る開閉器の構成を示す要部断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る開閉器の構成を示す要部断面図。
【図５】本発明の実施例４に係る開閉器の構成を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
先ず、本発明の実施例１に係る開閉器を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る開閉器の構成を示す要部断面図、図２は、本発明の実施例１に係る開閉器の動作を説明する断面図である。なお、各図は、開閉器の主要構成を実線で示しており、付帯的な構成は二点鎖線で示している。
【００１０】
図１に示すように、開閉器は、図示上部の固定側電極部１ａと、固定側電極部１ａの軸方向に対向配置された図示下部の可動側電極部１ｂとで構成されており、これらは二点鎖線で示す筒状の絶縁容器２内に設けられている。
【００１１】
固定側電極部１ａには、一方の電路となる環状の固定側導体３が絶縁容器２の一方端に固定されている。固定側導体３の中央開口孔には、軸方向に所定距離だけ移動自在の固定側電極軸４が環状形接触子５を介して貫通している。固定側導体３には、固定側電極軸４が貫通する筒状の接触子台６が固定されている。接触子台６の外周の先端には、複数のフィンガー形接触子７が環状に設けられている。
【００１２】
固定側電極軸４の中間部には、ばね受け板８が固定されている。ばね受け板８と固定側導体３間には、固定側電極軸４を図示下方向の可動側電極部１ｂ側に押出すように付勢された電極押出しばね９が設けられている。フィンガー形接触子７の外周には、接触子台６に固定された二点鎖線で示す筒状の固定側シールド１０が設けられている。
【００１３】
可動側電極部１ｂには、他方の電路となる先端が固定側電極軸４、外周の側面がフィンガー形接触子７と接離する可動側電極軸１１が設けられている。可動側電極軸１１は、絶縁容器２の他方端を移動自在に貫通し、図示しない操作機構に連結されている。可動側電極軸１１の外周には、絶縁容器２側に固定された二点鎖線で示す筒状の可動側シールド１２が設けられている。絶縁容器２内には、乾燥空気、窒素ガス、二酸化炭素ガスなどの大気中に存在する絶縁ガス１３が封入されている。これを環境適合ガスと称する。
【００１４】
ここで、図１は、開閉器の開路状態を示しており、固定側電極軸４の先端はフィンガー形接触子７先端よりも突出している。この距離をＡとする。また、フィンガー形接触子７の内径よりも固定側電極軸４の外径が小さく、内周面から外周面までの距離（半径分）をＢとすると、Ａ＜Ｂとなっている。フィンガー形接触子７の内径は、可動側電極軸１１の外径よりも僅かに大きく、接触時にフィンガー形接触子７が広がり接触圧力が加わるようになっている。
【００１５】
次に、固定側電極軸４と可動側電極軸１１の動作を図２を参照して説明する。
【００１６】
図２（ａ）は、閉路状態を示しており、可動側電極軸１１の外周側面とフィンガー形接触子７が接触しており、主電流の通電が行われる。なお、一部は、可動側電極軸１１先端と固定側電極軸４先端間でも通電が行われる。開路する場合、図２（ｂ）に示すように、可動側電極軸１１を図示下方向に移動させる。すると、電極押出しばね９のばね力により、固定側電極軸４も図示下方向に移動する。可動側電極軸１１がフィンガー形接触子７と離れても、可動側電極軸１１先端は固定側電極軸４先端と接触している。
【００１７】
更に可動側電極軸１１を図示下方向に移動させると、固定側電極軸４がフィンガー形接触子７よりも距離Ａだけ突出して停止し、固定側電極軸４先端と可動側電極軸１１先端が離れ、この間でアークが発生する。アークは電極軸４、１１の先端間で発生するものの、Ａ＜Ｂの関係にあるので、フィンガー形接触子７の方へのアークの広がりは抑制される。更に可動側電極軸１１を図示下方向に移動させると、電極軸４、１１の先端間でのアークは消滅し、図１に示す開路状態とすることができる。
【００１８】
閉路時では、先ず可動側電極軸１１と固定側電極軸４の先端間が接触し、次に可動側電極軸１１の外周側面とフィンガー形接触子７が接触する。このため、プレアークは電極軸４、１１間で発生し、フィンガー形接触子７では発生しない。
【００１９】
このように開路、閉路時において、アークによるフィンガー形接触子７の損傷を抑制することができる。フィンガー形接触子７が損傷すると、電界強度が上昇し、結果的に消弧性能が低下する。なお、絶縁ガス１３は、大気中に存在するものであるので、管理が容易である。
【００２０】
上記実施例１の開閉器によれば、開閉時に、可動側電極軸１１の移動に追従して所定距離だけ移動する固定側電極軸４を設けているので、アークを固定側電極軸４と可動側電極軸１１の先端間で制御することができ、開閉特性を向上させることができる。
【００２１】
上記実施例１では、固定側電極部１ａの接触子を環状に形成したフィンガー形接触子７で説明したが、複数の板ばねを環状に形成したようなものでもよく、これらを他の接触子（環状形接触子５）と区別するため、可動側と接離する通電接触子と称する。
【実施例２】
【００２２】
次に、本発明の実施例２に係る開閉器を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る開閉器の構成を示す要部断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、固定側電極軸の外周側面に絶縁被膜を設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
図３に示すように、ばね受け板８と先端までの間の固定側電極軸４の外周側面には、絶縁被膜１４を設けている。絶縁被膜１４は、厚さ１ｍｍ程度の耐熱性のある例えばフッ素系樹脂を用いている。
【００２４】
上記実施例２の開閉器によれば、実施例１による効果のほかに、開閉時に発生するアークが固定側電極軸４の側面へ回り込むことを防ぐことができ、開閉特性を更に向上させることができる。
【実施例３】
【００２５】
次に、本発明の実施例３に係る開閉器を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る開閉器の構成を示す要部断面図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、電極軸の先端に耐アーク性部材を設けたことである。図４において、実施例２と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、固定側電極軸４と可動側電極軸１１の先端には、それぞれ例えばタングステン／銅合金からなる耐アーク性部材１５を設けている。また、耐アーク性部材１５は、中心部が突出した断面半円状にしている。なお、耐アーク性部材１５は、固定側、可動側の少なくとも一方に設けることで耐アーク性を持たせることができる。
【００２７】
上記実施例３の開閉器によれば、実施例２による効果のほかに、最初にアークが耐アーク性部材１５で発生するので、開閉特性を更に向上させることができる。
【実施例４】
【００２８】
次に、本発明の実施例４に係る開閉器を図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例４に係る開閉器の構成を示す要部断面図である。なお、この実施例４が実施例３と異なる点は、電極軸に磁性体を設けたことである。図５において、実施例３と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
図５に示すように、固定側電極軸４と可動側電極軸１１の先端には、それぞれ磁性体１６を埋め込んでいる。必要により、磁性体１６にアークが点弧しないように、表面に絶縁被膜を設けてもよい。なお、磁性体１６は、固定側、可動側の少なくとも一方に設けることで、アークを拡散、駆動させることができる。
【００３０】
上記実施例４の開閉器によれば、実施例３による効果のほかに、磁性体１６によりアークの動きを制御することができ、開閉特性を更に向上させることができる。
【００３１】
以上述べたような実施形態によれば、開閉器の責務となるループ電流などの開閉特性を向上させることができる。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１ａ  固定側電極部
１ｂ  可動側電極部
２  絶縁容器
３  固定側導体
４  固定側電極軸
５  環状形接触子
６  接触子台
７  フィンガー形接触子
８  ばね受け板
９  電極押出しばね
１０  固定側シールド
１１  可動側電極軸
１２  可動側シールド
１３  絶縁ガス
１４  絶縁被膜
１５  耐アーク性部材
１６  磁性体
【図１】
0005629589.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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