(57)【要約】      （修正有）【課題】アークの確実な消弧を可能にするとともに、簡単かつ低コストのスイッチ開閉装置を提供する。【解決手段】スイッチ開閉装置１は、少なくとも一つの接点２と消弧室とアークブロー装置とを備え、消弧室は、隙間範囲を有し出口平面を規定する出口開口３を有し、アークブロー装置は、アークを接点から遠ざけて出口開口に向かうようにブローする磁界を生成する。また、少なくとも一つの第１アークガイド板８を有し、第１アークガイド板は接点から出口開口まで延び、消弧室内における接点と出口平面の間に第１部分９および第２部分１０を有し、第１部分は接点に対して近位側に配置され、第２部分は接点に対して遠位側に配置されている。第２部分は、アークが出口開口の隙間範囲を超えて引き伸ばされるように、出口平面に平行な方向に出口開口を超えて延び、第２部分から突出するアークガイドピン１２が出口開口の手前に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ開閉装置（１）であって、
−  少なくとも一つの接点（２）と、
−  前記接点に割りあてられた消弧室であって、隙間範囲（５）を有し出口平面（６）を規定する出口開口（３）を有し、前記接点が開くと生じるスイッチアーク（４，４′，４″）によって前記スイッチ開閉装置の内部で生成されるプラズマが、前記出口開口を通って前記スイッチ開閉装置の外に出ることができる、消弧室と、
−  前記接点（２）に割りあてられたアークブロー装置であって、前記接点が開くと生じるスイッチアーク（４，４′，４″）を前記接点（２）から遠ざけて前記出口開口（３）に向かうようにブローするブロー磁界を生成するためのアークブロー装置と、
を備え、
−  前記スイッチ開閉装置（１）は、少なくとも一つの第１アークガイド板（８）を有し、当該第１アークガイド板（８）は、前記接点（２）から前記出口開口（３）まで延び、前記スイッチアーク（４，４′，４″）を前記接点から前記出口開口までの経路を案内して引き伸ばし、前記消弧室内における前記接点（２）と前記出口平面（６）の間に第１部分（９）および第２部分（１０）を有し、前記第１アークガイド板の前記第１部分（９）は前記接点に対して近位側に配置され、前記第１アークガイド板の前記第２部分（１０）は前記接点に対して遠位側に配置され、
前記第１アークガイド板（８）の前記第２部分（１０）は、前記スイッチアーク（４，４′，４″）が前記第１アークガイド板（８）の前記第２部分（１０）によって少なくとも前記スイッチアークの一端で前記出口開口（３）の前記隙間範囲（５）を超えて引き伸ばされるように、前記出口平面（６）に平行な方向において前記出口開口を超えて延び、前記第１アークガイド板（８）の前記第２部分（１０）から突出するアークガイドピン（１２）が前記出口開口（３）の手前に配置され、当該アークガイドピンによって、前記スイッチアークが再び前記出口開口の手前で短縮されることを特徴とするスイッチ開閉装置（１）。
【請求項２】
前記アークガイドピン（１２）は前記第１アークガイド板（８）の前記第２部分（１０）から垂直に突出していることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項３】
前記アークガイドピン（１２）は、前記出口平面（６）に平行な方向において、おおよそ前記出口開口（３）の高さのあたりに末端がくるようにすることで、前記スイッチアーク（４，４′，４″）が前記アークガイドピン（１２）によって前記出口開口（３）の前記隙間範囲（５）まで短縮されることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項４】
前記アークガイドピン（１２）は、ねじ付き部分（１４）を備えたガイド板側端部を有し、前記ねじ付き部分（１４）は、前記第１アークガイド板（８）の穴（１５）の対応する雌ねじ部分に螺合されることを特徴とする請求項１〜３のうちの一項に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項５】
前記アークガイドピン（１２）は、その前記第１アークガイド板（８）とは反対側の端部に面取り（１６）を有することを特徴とする請求項１〜４のうちの一項に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項６】
前記消弧室は、前記出口開口（３）の中に互いに間隔をおいて配置された複数の消弧要素（１３）を有し、前記スイッチ開閉装置（１）の内部で前記スイッチアーク（４，４′，４″）によって生成される前記プラズマは、前記消弧要素（１３）の間を通って前記出口開口（３）から外に出ることが可能であることを特徴とする請求項１〜５のうちの一項に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項７】
前記第１アークガイド板（８）は、前記第２部分（１０）に連接する第３部分（１１）であって、前記スイッチ開閉装置（１）の筐体（２０）の外に引き出され、同時に前記スイッチ開閉装置（１）の第１端子接点（１１）を形成する第３部分を有することを特徴とする請求項１〜６のうちの一項に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項８】
前記第１端子接点（１１）の連結ボルト（１７）が前記第１アークガイド板（８）と前記出口開口（３）の間に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項９】
前記接点（２）の固定接点（１８）は前記第１アークガイド板（８）の一部であり、前記第１アークガイド板（８）の前記第１部分（９）は、前記スイッチアーク（４，４′，４″）が前記第１部分（９）によって引き伸ばされるように、前記固定接点（１８）に直接連接し、かつ、前記固定接点（１８）に対して角度をなし、前記第１アークガイド板（８）の前記第２部分（１０）の少なくとも一部（１０．２）は、前記第１部分（９）に対してさらに角度をなして前記固定接点（１８）に実質的に平行に延びていることを特徴とする請求項１〜８のうちの一項に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項１０】
前記スイッチ開閉装置（１）は、第２アークガイド板（１９）をさらに有し、前記第１および第２アークガイド板（８，１９）は、前記スイッチアーク（４，４′，４″）が前記出口開口（３）の前記隙間範囲（５）よりも上に位置する長さになるまで引き伸ばされるように、前記接点（２）を起点に広がっており、前記スイッチアーク（４，４′，４″）は、前記アークガイドピン（１２）によって再び前記出口開口（３）の手前で短縮されることを特徴とする請求項１〜９のうちの一項に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【請求項１１】
前記アークガイドピン（１２）は前記第１アークガイド板（８）に対して横切るように延びるブラケットであり、当該ブラケットの自由端は前記第１アークガイド板（８）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜１０のうちの一項に記載のスイッチ開閉装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の前提部に記載のスイッチ開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なスイッチ開閉装置は、少なくとも一つの接点と、接点に割り当てられた消弧室と、接点に割り当てられたアークブロー装置とを有する。消弧室は、接点が開くと生じるスイッチアークによりスイッチ開閉装置内部で生成されたプラズマが通過してスイッチ開閉装置の外に出ることができる出口開口を有する。出口開口は、隙間範囲を有し、出口平面を規定する。アークブロー装置は、接点が開くと生じるスイッチアークを接点から遠ざけて出口開口に向かうようにブローするブロー磁界を生成するために設けられている。さらに、スイッチ開閉装置は、接点から出口開口に向かって延びスイッチアークを接点から出口開口までの経路を案内して引き伸ばす少なくとも一つの第１アークガイド板を有し、第１アークガイド板は、消弧室内における接点と出口平面の間に第１部分および第２部分を有し、第１アークガイド板の第１部分は接点に対して近位側に配置され、第１アークガイド板の第２部分は接点に対して遠位側に配置されている。
【０００３】
独立請求項１の前提部に記載されているようなスイッチ開閉装置は、例えば、欧州特許出願公開第３０４８６２６号（Ａ１）明細書により公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接点が開くと生じるスイッチアークは、スイッチ開閉装置の内側で、もしくは、通常、消弧室の出口開口に設けられる消弧要素を用いてスイッチアークを確実に消弧するために消弧室の内側で、引き伸ばされる。通常、これを目的として、スイッチアークをすばやく引き伸ばすために、接点を起点として比較的大きく広がった２つのアークガイド板が設けられる。通常、スイッチアークは、スイッチ開閉装置の内部で、消弧室の出口開口の隙間範囲まで引き伸ばされる。特定の構造上の境界条件により、特に、欧州特許出願公開第３０４８６２６号（Ａ１）明細書の実施形態の場合のように、２つのアークガイド板のうちの一方がスイッチ開閉装置の筐体から外に引き出され端子接点とされている場合には、出口開口を２つのアークガイド板の出口側端部の間の距離よりも小さく抑えることができると望ましいこともある。とはいえ、スイッチアークがスイッチ開閉装置内で出口開口の隙間範囲を超えて引き伸ばされないように、筐体から引き出されているアークガイド板を、この実施形態では段階的に屈曲させており、これは、高出力のスイッチ開閉装置に対応する特に肉厚のアークガイド板では難しく、曲げ半径を大きくしてもよく、高い曲げ耐性をもたせることができる場合にのみ可能である。
【０００５】
したがって、スイッチアークの確実な消弧を可能にするとともに、簡単かつ低コストで製造可能な一般的なタイプのスイッチ開閉装置を示すことが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立請求項１の特徴によって解決する。したがって、独立請求項１の前提部に記載されているスイッチ開閉装置の場合、第１アークガイド板の第２部分によって少なくともスイッチアークの一端で出口開口の隙間範囲を超えて引き伸ばされるように、第１アークガイド板の第２部分が出口平面に平行な方向において出口開口を超えて延び、第１アークガイド板の第２部分から突出するアークガイドピンが出口開口の手前に配置され、当該アークガイドピンによって、スイッチアークが再び出口開口の手前で短縮されるならば、本発明による目的の解決がある。
【０００７】
本発明による解決には、スイッチ開閉装置内でスイッチアークを特に急速かつ強力に引き伸ばすことができるので、スイッチアークの確実な消弧に寄与するという利点がある。同時に、アークガイド板をスイッチ開閉装置の筐体から外に、消弧室の出口開口から所定距離引き出すことができるが、これは、特定の構造上の境界条件により必要とされることがある。本発明による解決によれば、スイッチ開閉装置内で望ましくないプラズマの集中が防止される。アークガイド板を段差状案内路とすることが不要なので、かなり肉厚のアークガイド板でも比較的容易かつ低コストで精確に製造することができる。本発明にしたがって設けられるアークガイドピンは、アークガイド板と同様、導電性材料からなる。アークガイドピンは、アークガイド板と同じ材料からなるものとすることができる。たとえば、アークガイド板とアークガイドピンを銅からなるものとすることができる。
【０００８】
消弧室の出口開口の隙間範囲は、出口平面上に投影したスイッチアークの縦に延びる方向に取った寸法範囲である。第１アークガイド板の反対側では、スイッチアークを出口開口を超えて強制的に引き伸ばす必要もない。本願の目的のためには、スイッチアークを出口開口の隙間範囲を超えて引き伸ばすとは、スイッチアークを、第１アークガイド板の側のみで、いわば、出口開口に収まって通り抜けることのない程度に、引き伸ばす場合であると理解されたい。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１０】
アークガイドピンは、シンプルな円柱状のボルトであれば、特に簡単かつ低コストに製造することができる。もっとも、アークガイドピンは、異なる他の形態を有するものとすることもできる。例えば、断面六角形のボルトを使用することもできる。このようなボルトは、標準部品として市販されており、それゆえ安価でもある。また、例えば、細長い帯状金属片をアークガイドピンとして使用することもできる。本発明の特に好ましい実施形態によれば、アークガイドピンは、アークガイド板に対して横切るように延びるブラケットであって、その自由端は第１アークガイド板に取り付けられる。好ましくは、ブラケットはＵ字形状を有する。ブラケットは両方の自由端を第１アークガイド板に、例えば、ねじ止めすることができる。ブラケットは、好ましくは、第１アークガイド板の幅の少なくとも５０％を覆うように第１アークガイド板を横切って延びている。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、アークガイドピンは、第１アークガイド板の第２部分から垂直に突出している。この実施形態によって、シンプルなデザインで、スイッチアークがブローされて出口開口内に入る直前で効果的に短縮させられる。
【００１２】
本発明の他の特に好ましい実施形態によれば、アークガイドピンは、出口平面に平行な方向において、おおよそ出口開口の高さのあたりに末端がくるようにすることで、スイッチアークがアークガイドピンによって出口開口の隙間範囲まで短縮される。この実施形態においては、スイッチ開閉装置内部の望ましくないプラズマの集中が最も効果的に防がれ、その一方で、スイッチアークは、出口開口に入る前に最適に引き伸ばされるか、あるいは出口開口に入る前まで最適に引き伸ばされた状態に保たれる。
【００１３】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、アークガイドピンは、ねじ付き部分を備えたガイド板側端部を有し、ねじ付き部分は、第１アークガイド板の穴の対応する雌ねじ部分に螺合される。この実施形態によって、特にシンプルかつ低コストな製造または組み立てが実現する。
【００１４】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、アークガイドピンは、その第１アークガイド板とは反対側の端部に面取りを有する。面取りは、アークガイドピンが上端においてスイッチアークにより破壊されたり、摩耗を早めたりすることを防ぐ。この実施形態では、アークガイドピンは、ボルトとして構成するのが好ましく、シンプルな円柱状のボルトとして構成するのがさらに好ましい。
【００１５】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、消弧室は、出口開口の中に互いに間隔をおいて配置された複数の消弧要素を有し、スイッチ開閉装置の内部でスイッチアークによって生成されるプラズマは、消弧要素の間を通って出口開口の外に出ることが可能である。この実施形態は、スイッチアークの特に確実な消弧を保証する。この点で、出口開口は、スイッチアークの主たる移動方向に対して極めて小さいというわけではなく、いわば、出口平面を限界とするものではあるものの消弧要素の長さに対応するある程度の深さをもっていることは言及されるべきである。
【００１６】
本発明の他の特に好ましい実施形態によれば、第１アークガイド板は、第２部分に連接する第３部分であって、スイッチ開閉装置の筐体の外に引き出され、同時にスイッチ開閉装置の第１端子接点を形成する第３部分を有する。第１端子接点の連結ボルトは、好ましくは、出口平面に平行な方向に見て第１アークガイド板と出口開口の間に配置されている。この実施形態は、本発明によるスイッチ開閉装置を特にコンパクトなデザインを備えるものとして特徴づける。連結ボルトは、好ましくは、スイッチ開閉装置の横向きの出口開口の中に配置された消弧要素の下に配置される。
【００１７】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、接点の固定接点は第１アークガイド板の一部であり、第１アークガイド板の第１部分は、スイッチアークが第１部分によって引き伸ばされるように、固定接点に直接連接し、かつ、固定接点に対して角度をなし、第１アークガイド板の第２部分の少なくとも一部が、第１部分に対してさらに角度をなして固定接点に実質的に平行に延びている。この実施形態により、特に、アークガイド板を固定接点と一体に形成されたものとすることを通じて、本発明によるスイッチ開閉装置の特にシンプルかつ低コストな構成が実現する。この文脈で実質的に平行にとは、ずれが最大で±５°であることを意味する。第１アークガイド板は屈曲部が２箇所だけの場合特に有利である。アークガイド板は、１０ｍｍを超える厚みを有するものがさらに好ましく、３０ｍｍを超える幅を有するものが更に好ましい。この実施形態では、第１アークガイド板は２回屈曲されなければならないだけである場合、特に有利である。
【００１８】
本発明のさらなる実施形態によれば、スイッチ開閉装置は、第２アークガイド板をさらに有し、第１および第２アークガイド板は、スイッチアークがまずは出口開口の隙間範囲よりも上に位置する長さになるまで引き伸ばされるように、接点を起点に広がっており、スイッチアークは、アークガイドピンによって再び出口開口の手前で短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の諸実施形態について、以下、図面を参照しながらより詳細に説明する。
【００２０】
【図１】第１実施形態による本発明に係るスイッチ開閉装置を、見やすいように筐体を開いた状態で示した概略斜視図を示す。
【図２】図１の本発明によるスイッチ開閉装置を側面図で示す。
【図３】図１および図２の本発明によるスイッチ開閉装置の第１アークガイド板をねじ止めされていないアークガイドピンとともに示す詳細図を示す。
【図４】図１〜３の本発明によるスイッチ開閉装置の変形例を側面図で示す。
【図５】代替的なアークガイドピンを備えた図３の詳細図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に、本発明の第１実施形態による本発明に係るスイッチ開閉装置１を斜視図で示す。スイッチ開閉装置１の筐体２０はスイッチ開閉装置１の内部機構が見えるように読者側を省略して示してある。
【００２２】
スイッチ開閉装置１の接点２は、筐体２０の内側に配置されている。接点２は、固定接点１８と、接点ブリッジ上に配置され、本発明に係るスイッチ開閉装置の図示せぬ駆動手段によって固定接点１８に接触させることができる可動接点２１とを備えている。スイッチ開閉装置の駆動手段のうち、接点ブリッジに接続されたアンカーロッド２２のみが図示されている。
【００２３】
接点２は、ハウジングの左側に、出口開口３を有する消弧室と関連付けられていて、接点が開くと生じるスイッチアークによってスイッチ開閉装置の内部で生成されるプラズマが、その出口開口３を通ってスイッチ開閉装置の外に出ることができる。本発明に係るスイッチ開閉装置の側面図を示す図２において、出口開口が、隙間範囲５を有し出口平面６を規定するものであることがわかる。消弧室は、複数の消弧要素１３を備え、そのそれぞれが、スイッチ開閉装置の内側でスイッチアークによって生成されるプラズマが消弧要素１３の間を通って出口開口３から外に出ることができるように、出口開口の中に互いに間隔をおいて配置されている。図１および２に示すように、消弧室は、本発明に係るスイッチ開閉装置１の上側にさらなる出口開口を備えており、そのさらなる出口開口の中にも、対応する消弧要素１３が配置されている。図示されている実施形態において、筐体の上部の出口開口は、図示されている接点２と、接点ブリッジの右側に配置された図示せぬ第２接点と、の双方に関連付けられている。
【００２４】
接点２は、さらに、接点が開くと生じるスイッチアークを接点２から遠ざけて出口開口３に向かうようにブローするブロー磁界を生成するためのアークブロー装置と関連付けられている。アークブロー装置は、図１および図２に示すブロー磁石７と、互いに平行かつ図２の像面に平行に配置された２つの極板とを備えている。
【００２５】
接点が開くと生じるスイッチアークは、図２に図示されており、図中、符号４で示されている。スイッチアークを接点２から出口開口３までの経路を案内して引き伸ばすために、スイッチ開閉装置は、第１アークガイド板８および第２アークガイド板１９を備えている。２つのアークガイド板８，１９は、スイッチアークの引き伸ばしを生じさせるために、接点を起点に広がっている。第１アークガイド板８は、固定接点１８と一体につくられていて、固定接点をスイッチ開閉装置１の端子接点に接続している。そして、固定接点１８に直接連接する第１部分９と、第１部分に直接連接する第２部分１０と、第２部分に直接連接する第３部分１１とを有する。部分１１は、本発明に係るスイッチ開閉装置の筐体２０から外に引き出され、同時にスイッチ開閉装置の端子接点を形成する。そして、出口開口３の真下、もしくは、出口開口３の中に配置されている消弧要素１３の下に配置された上に突出する連結ボルトを備えている。連結ボルト１７が上を向いているのは、第１アークガイド板８の第３部分１１の下に、本発明に係るスイッチ開閉装置１の対応する取付手段用の構成のためにスペースがないといけないからである。したがって、出口開口３は、第１アークガイド板８の第３部分まで下に延びることなく、連結ボルト１７の真上の少し距離をとったところに末端がある。
【００２６】
図２には、スイッチアーク４を接点から出口開口までの経路に沿って引き伸ばすことができるように、第１アークガイド板８の第１部分９が固定接点１８に対して角度をなしていることが示されている。第１アークガイド板８の第２部分１０の第１部１０．１は、いわば、第１部分９の純粋な延長部を形成している。スイッチアークは、第２部分の第１部１０．１によって、下方に、出口開口の隙間範囲８を超えて引き伸ばされる。スイッチアークの引き伸ばされた状態は、図２において符号４′で示されている。第１アークガイド板８の第２部分１０の第２部１０．２は、第１部１０．１に対して、すなわち、第１部分９に対して、角度をなしており、出口平面６に対して直角に延びている。したがって、第２部分１０の第２部１０．２は、固定接点１８に対して平行に延びている。スイッチアークの下側の基点は、アークガイド板８の第２部分１０の第２部１０．２上を案内されて出口開口の直前に達する。出口開口の直前には、第２部１０．２から突出するアークガイドピン１２が配置されていて、出口開口の手前で再びスイッチアークを短縮する。スイッチアークが消弧要素１３の中に引き込まれるとき、スイッチアークの下方の基点はアークガイドピン１２の先端まで移動してそこで停止している。消弧要素１３の直前のスイッチアークの位置は、図２において符号４″で示されている。図に示すように、アークガイドピン１２は、出口平面６に平行な方向において、おおよそ出口開口の下限の高さのあたりに末端がくるようになっており、スイッチアークは、下側部分が、アークガイドピンによって出口開口の隙間範囲まで短縮される。
【００２７】
アークガイドピン１２は、シンプルな円柱状のボルトとして構成されている。図３に、アークガイドピン１２が、ねじ付き部分１４を備えたガイドプレート側端部を有し、そのねじ付き部分が、対応する雄ねじ部分を穴１５に備えた第１アークガイド板８にねじ込まれていることが示されている。したがって、アークガイドピン１２は、ガイドプレート８に容易に螺合することができる。その第１アークガイド板８とは反対側を向く上端において、アークガイドピン１２は、スイッチアークに起因するアークガイドピン１２の上端部の溶解損失を防ぐための面取り１６を有する。
【００２８】
図４に、図１〜３の本発明に係るスイッチ開閉装置１の変形例を図２に対応する側面図で示す。この実施形態では、上部の出口開口は設けられていない。第１アークガイド板８および第２アークガイド板１９は、横向きの出口開口をやっとこのように囲っており、第１アークガイド板は、図１，２の実施形態のように、出口開口の下端から間隔をあけて配置され、第２アークガイド板１９は、出口開口の上端に向かって直線的に延びている。ここでも、スイッチ開閉装置の内側で引き伸ばされたスイッチアークは、消弧要素に入る入り口の手前で出口開口の隙間範囲５まで短縮される。
【００２９】
図５に、アークガイドピン１２の代替的な実施形態を示す。アークガイドピンの代替的な実施形態は、本発明の上述した双方の実施形態で使用可能である。図５の代替的なアークガイドピン１２は、第１アークガイド板８を横切るように延び、その自由端が第１アークガイド板に取り付けられているＵ字形状のブラケットである。アークガイドピン１２のガイドプレート側の端部にあるブラケットの２つの自由端は、ともに、例えば、第１アークガイド板にねじ止めすることができる。ブラケットは、好ましくは、第１アークガイド板の幅の少なくとも５０％を覆って第１アークガイド板を横切るように延びている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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