(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１固定接点を有する第１固定接触子と、第２固定接点を有する第２固定接触子と、第１固定接点に接離する第１可動接点を有する第１可動接触子と、第２固定接点に接離する第２可動接点を有する第２可動接触子と、ハンドル操作によって第１固定接点に対して第１可動接点を開閉操作するとともに第２固定接点に対して第２可動接点を開閉操作する開閉機構部と、第１可動接触子を開極したときに生じる第１アークを消弧する第１消弧室と、第２可動接触子を開極したときに生じる第２アークを消弧する第２消弧室とを、絶縁材料にて形成したケース内に配設収納した両切り用の直流開閉器であって、前記第１消弧室および前記第２消弧室は、第１アークおよび第２アークを挟むように対向する磁極を形成する永久磁石と、永久磁石に接続して磁路を形成する継鉄と、永久磁石および継鉄のアークに臨む面を覆い、第１アークおよび第２アークを取り囲む略断面コ字状の消弧絶縁板とをそれぞれ備え、それぞれの消弧絶縁板の向きが同方向に配設されると共に、第１アークに作用する磁界の方向と第２アークに作用する磁界の方向とを同方向にしたことを特徴とする直流開閉器。
【請求項２】
前記第１アークを挟むように対向する磁極を形成するための永久磁石と、前記第２アークを挟むように対向する磁極を形成するための永久磁石とを、１つの永久磁石で共用するようにしたことを特徴とする請求項１記載の直流開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流を２極で遮断する両切り用の直流開閉器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
負荷と電源とを電気的に完全に切り離す必要のある場合、プラス極とマイナス極との両極で直流電路を遮断する両切り用の直流開閉器が使用される。従来、直流開閉器と電源との接続には、プラス極とマイナス極との接続の極性があり、配線接続のための極性表示が予め成されている。もしも、この極性表示に従った配線を行わないと、遮断時に固定接点と可動接点との間に発生するアークを消弧することができず、遮断不能に陥ることがある。
【０００３】
次に、従来の直流開閉器の極性とアークとの関係を、図４を用いて説明する。図４は従来の直流開閉器の接続極性とアークとの関係を示す説明図であり、図４（ａ）は正しい配線を示す平面図、図４（ｂ）は正しい配線を行ったときのアークの伸長方向を示す断面正面図、図４（ｃ）は誤った配線を示す平面図、図４（ｄ）は誤った配線を行ったときのアークの伸長方向を示す断面正面図である。
【０００４】
図４に示す直流開閉器の説明図において、Ａは消弧装置である。消弧装置Ａは、第１消弧室１と第２消弧室２とを備える。第１消弧室１は、絶縁材料を略断面コ字形に成形加工した消弧絶縁板１a と、板状の永久磁石１m1, １m2と、透磁率の高い鋼板を略断面コ字形に成形加工した継鉄１b とを備える。第２消弧室２は、絶縁材料を略断面コ字形に成形加工した消弧絶縁板２a と、板状の永久磁石２m1, ２m2と、透磁率の高い鋼板を略断面コ字形に成形加工した継鉄２b とを備える。第１消弧室１には、第１固定接点１０と、第１固定接点１０に接離する第１可動接点１１とが配設される。第２消弧室２には、第２固定接点２０と、第２固定接点２０に接離する第２可動接点２１とが配設される。
【０００５】
永久磁石１m1, １m2, ２m1, ２m2はそれぞれ厚み方向に磁化してある。永久磁石１m1は、消弧絶縁板１a に接する面がＳ極で、継鉄１b に接する面がＮ極である。永久磁石１m2は、消弧絶縁板１a に接する面がＮ極で、継鉄１b に接する面がＳ極である。永久磁石２m1は、消弧絶縁板２a に接する面がＮ極で、継鉄１b に接する面がＳ極である。永久磁石２m2は、消弧絶縁板２a に接する面がＳ極で、継鉄１b に接する面がＮ極である。そして、第１固定接点１０はプラス極に、第２固定接点２０はマイナス極に、それぞれ予め極性指定される。なお、Ｅは直流電源を示し、Ｒは負荷を示している。
【０００６】
正しくは図４（ａ）に示すように接続しなければならず、図４（ｃ）に示すように極性を誤って接続すると、遮断時に発生するアークを消弧することができずに遮断不能に陥る。なぜならば、図４（ａ）に示すように極性を正しく接続した場合、図４（ｂ）に示すように第１消弧室１内に発生する第１アークＫ1 は紙面裏から紙面表に向かって流れ、第２消弧室２内に発生する第２アークＫ2 は紙面表から紙面裏に向かって流れ、アークＫ1,Ｋ2 はそれぞれの消弧室１，２空間の磁界に作用して、消弧絶縁板１a,２a の底面に押しつけられる方向のローレンツ力を受け、その結果アークＫ1,Ｋ2 は消弧絶縁板１a,２a の底面方向にそれぞれ伸長してアーク電圧は上昇し、アークは消弧する。
【０００７】
しかし、図４（ｃ）に示すように極性を誤って接続すると、図４（ｄ）に示すように第１消弧室１内に発生する第１アークＫ1 は紙面表から紙面裏に向かって流れ、第２消弧室２内に発生する第２アークＫ2 は紙面裏から紙面表に向かって流れ、アークＫ1,Ｋ2 はそれぞれの消弧室１，２空間の磁界に作用して、消弧絶縁板１a,２a の上方に吹き上げる方向のローレンツ力を受け、その結果アークＫ1,Ｋ2 はそれぞれ上方に伸長して吹き上げられ橋絡する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の直流開閉器にあっては、予め接続のための極性が定められており、万が一、誤った接続を行うと、遮断不能に陥ることがあるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、接続の極性誤りによる遮断不能を生じない安全な直流開閉器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題点を解決するため、請求項１記載の直流開閉器にあっては、第１固定接点を有する第１固定接触子と、第２固定接点を有する第２固定接触子と、第１固定接点に接離する第１可動接点を有する第１可動接触子と、第２固定接点に接離する第２可動接点を有する第２可動接触子と、ハンドル操作によって第１固定接点に対して第１可動接点を開閉操作するとともに第２固定接点に対して第２可動接点を開閉操作する開閉機構部と、第１可動接触子を開極したときに生じる第１アークを消弧する第１消弧室と、第２可動接触子を開極したときに生じる第２アークを消弧する第２消弧室とを、絶縁材料に形成したケース内に配設収納した両切り用の直流開閉器であって、前記第１消弧室および前記第２消弧室は、第１アークおよび第２アークを挟むように対向する磁極を形成する永久磁石と、永久磁石に接続して磁路を形成する継鉄と、永久磁石および継鉄のアークに臨む面を覆い、第１アークおよび第２アークを取り囲む略断面コ字状の消弧絶縁板とをそれぞれ備え、それぞれの消弧絶縁板の向きが同方向に配設されると共に、第１アークに作用する磁界の方向と第２アークに作用する磁界の方向とを同方向にしてある。
【００１１】
請求項２記載の直流開閉器にあっては、前記第１アークを挟むように対向する磁極を形成するための永久磁石と、前記第２アークを挟むように対向する磁極を形成するための永久磁石とを、１つの永久磁石で共用するようにしてある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直流開閉器を、図１〜図３に基づいて詳細に説明する。図１は直流開閉器を示す断面側面図である。図２は直流開閉器の接続極性とアークとの関係を示す説明図であり、図２（ａ）は第１固定接点をプラス極にして接続した場合を示す平面図、図２（ｂ）は第１固定接点をプラス極にして接続した場合のアークの伸長方向を示す断面正面図、図２（ｃ）は第２固定接点をプラス極にして接続した場合を示す平面図、図２（ｄ）は第２固定接点をプラス極にして接続した場合のアークの伸長方向を示す断面正面図である。図３は永久磁石の配設の変形を示す断面正面図である。なお、従来の技術で説明した直流開閉器と同じの箇所には同じ符号を付して説明する。
【００１３】
図１に示すように、直流開閉器は、絶縁材料であるフェノール樹脂にて形成されたケース３内に、第１固定接点１０を備える第１固定接触子１０a と、第２固定接点２０（図２に示す）を備える第２固定接触子２０a （図２に示す）と、第１可動接点１１を備える第１可動接触子１１a と、第２可動接点２１（図２に示す）を備える第２可動接触子２１a （図２に示す）と、消弧装置Ａと、ハンドル４の操作によって第１固定接点１０と第１可動接点１１とをならびに第２固定接点２０と第２可動接点２１とを開閉操作する開閉機構部と、過大な異常電流が流れたときに開閉機構部に作用して、接触している第１固定接点１０と第１可動接点１１とをならびに第２固定接点２０と第２可動接点２１とをそれぞれ離間する、バイメタルから成る異常電流検出部５などと、を備える。
【００１４】
ところで、この直流遮断器が従来のものと異なり特徴となるのは、消弧装置Ａの構成である。すなわち、図１に示す直流開閉器の消弧装置Ａは、図２に示すように、第１消弧室１と第２消弧室２とを備える。第１消弧室１は、絶縁材料を略断面コ字形に成形加工した消弧絶縁板１a と、板状の永久磁石１m1, １m2と、透磁率の高い鋼板を略断面コ字形に成形加工した継鉄１b とを備える。第２消弧室２は、絶縁材料を略断面コ字形に成形加工した消弧絶縁板２a と、板状の永久磁石２m1, ２m2と、透磁率の高い鋼板を略断面コ字形に成形加工した継鉄２b とを備える。第１消弧室１には、第１固定接点１０と、第１固定接点１０に接離する第１可動接点１１とが配設される。第２消弧室２には、第２固定接点２０と、第２固定接点２０に接離する第２可動接点２１とが配設される。
【００１５】
永久磁石１m1, １m2, ２m1, ２m2はそれぞれ厚み方向に磁化してある。永久磁石１m1は、消弧絶縁板１a に接する面がＳ極で、継鉄１b に接する面がＮ極である。永久磁石１m2は、消弧絶縁板１a に接する面がＮ極で、継鉄１b に接する面がＳ極である。永久磁石２m1は、消弧絶縁板２a に接する面がＳ極で、継鉄１b に接する面がＮ極である。永久磁石２m2は、消弧絶縁板２a に接する面がＮ極で、継鉄１b に接する面がＳ極である。そして、従来の直流開閉器のような、例えば、第１固定接点１０はプラス極に、第２固定接点２０はマイナス極に、というような極性指定は、いっさい行われていない。
【００１６】
永久磁石１m1, １m2は、第１固定接点１０から第１可動接点１１を離間し開極した際に発生する第１アークＫ1 に、電磁力学によるところのローレンツ力を作用させて第１アークＫ1 を伸長させるための静的磁界を第１消弧室１に形成する。永久磁石２m1, ２m2は、第２固定接点２０から第２可動接点２１を離間し開極した際に発生する第２アークＫ2 に、電磁力学によるところのローレンツ力を作用させて第２アークＫ2 を伸長させるための静的磁界を第２消弧室２に形成する。そして、第１消弧室１と第２消弧室２とに形成される静的磁界の方向は、それぞれ同じ向きにされている。
【００１７】
従って、図２（ａ）に示すように第１固定接点１０に電源のプラス極を第２固定接点２０に電源のマイナス極を接続した場合、第２固定接点２０から第２可動接点２１を離間し開極した際に発生する第２アークＫ2 は、図２（ｂ）に示すように消弧絶縁板２a の上方に吹き上げる方向のローレンツ力を受け、消弧絶縁板２a の上方に伸長して開閉機構部に橋絡するのでアーク電圧の上昇すなわち消弧は期待できないものの、第１固定接点１０から第１可動接点１１を離間し開極した際に発生する第１アークＫ1 は、消弧絶縁板１a の底面方向のローレンツ力を受け、消弧絶縁板１a の底面方向に伸長してアーク電圧は上昇して第１アークＫ1 は消弧し、第１アークＫ1 が消弧するので第２アークＫ2 も消弧する。
【００１８】
一方、図２（ｃ）に示すように第１固定接点１０に電源のマイナス極を第２固定接点２０に電源のプラス極を接続した場合、第１固定接点１０から第１可動接点１１を離間し開極した際に発生する第１アークＫ1 は、図２（ｄ）に示すように消弧絶縁板１a の上方に吹き上げる方向のローレンツ力を受け、消弧絶縁板１a の上方に伸長して開閉機構部に橋絡するのでアーク電圧の上昇すなわち消弧は期待できないものの、第２固定接点２０から第２可動接点２１を離間し開極した際に発生する第２アークＫ2 は、消弧絶縁板２a の底面方向のローレンツ力を受け、消弧絶縁板２a の底面方向に伸長してアーク電圧は上昇して第２アークＫ2 は消弧し、第２アークＫ2 が消弧するので第１アークＫ1 も消弧する。
【００１９】
つまり、この直流開閉器にあっては、直流電源の極性がいずれに接続されようとも、第１アークＫ1 と第２アークＫ2 とのいずれか一方が必ず消弧するので、従来の直流開閉器のように配線接続時に極性に注意を払わなくても、アークの橋絡による遮断不能を防止でき、配線接続工事もその分楽に行える。
【００２０】
なお、本発明は上記実施の形態の直流開閉器に限定されるものではなく、上述の直流開閉器にあっては、４個の永久磁石１m1, １m2, ２m1, ２m2と継鉄１b,２b とを用いて、第１消弧室１と第２消弧室２とに同じ方向の磁界を形成しているが、永久磁石１m2, ２m1, を継鉄１b,２b に含めても良く、また、図３に示すような消弧絶縁板３a,４a および継鉄１２にするとともに１個の永久磁石Ｍにして、第１消弧室１と第２消弧室２とに略同じ方向の磁界を形成するようにしても良く、様々な変形が可能である。本発明はこれらの様々な変形を包含するものである。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、直流開閉器と直流電源との配線接続の際に極性をいちいち合わせなくても遮断不能に陥ることは無く、工事性に優れ且つコンパクトな、優れた直流開閉器を提供できるという効果を奏する。
【００２２】
請求項２記載の直流開閉器にあっては、請求項１記載の発明の効果に加えて更に、永久磁石が１個で良く、部品点数が少なく、組み立て易い、優れた直流開閉器を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る直流開閉器の一実施の形態を示す断面側面図である。
【図２】上記直流開閉器の接続極性とアークとの関係を示す説明図である。
【図３】上記直流開閉器の永久磁石の配設の変形を示す断面正面図である。
【図４】従来の直流開閉器の接続極性とアークとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１a     消弧絶縁板
１b     継鉄
１m1    永久磁石
１m2    永久磁石
２a     消弧絶縁板
２b     継鉄
２m1    永久磁石
２m2    永久磁石
３      ケース
４      ハンドル
１０    第１固定接点
１０a   第１固定接触子
１１    第１可動接点
１１a   第１可動接触子
１２    継鉄
２０    第２固定接点
２０a   第２固定接触子
２１    第２可動接点
２１a   第２可動接触子
Ｋ1     第１アーク
Ｋ2     第２アーク
Ｍ      永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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