(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を有する固定子と、可動接点を有し、回動可能に設けられて前記固定子に接離する可動子とを含む気中遮断器の接点構造において、
前記固定接点は、前記固定子の一部が折り曲げられて形成される固定接点シートに結合され、
前記可動接点は、前記可動子の一部が折り曲げられて形成される可動接点シートに結合され、
前記固定接点の接触面及び前記可動接点の接触面は、前記可動子の縦軸中心線を通る線分に対して傾斜して形成され、
前記固定接点の接触面及び前記可動接点の接触面を共通に通る線分は、前記可動子の縦軸中心線を通る線分に対して鋭角をなすように構成され、
前記可動子は、前記気中遮断器のハウジングに回動可能に設けられるケージに設けられ、
前記ケージと前記可動子との間に接圧ばねが介在し、
前記可動接点が前記固定接点に接触する時、前記可動接点と前記可動子の縦軸は、前記可動接点の端部から始まり前記可動子の縦軸方向の沿う同一線上に位置し、
前記接圧ばねは前記可動子の縦軸方向に対して垂直に位置する、気中遮断器の接点構造。
【請求項２】
前記鋭角の範囲は、１０〜４０°である、請求項１に記載の気中遮断器の接点構造。
【請求項３】
前記可動子の先端から前記可動子の縦軸方向に、前記接圧ばね、前記可動接点、及び前記可動子の回動軸が順次配置される、請求項１又は２に記載の気中遮断器の接点構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気中遮断器の接点構造に関し、より詳細には、可動接点（ｍｏｖａｂｌｅ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｏｉｎｔ）と固定接点（ｆｉｘｅｄ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｏｉｎｔ）間に発生する電磁反発力の方向を変えることで可動子（ｍｏｖａｂｌｅ  ｃｏｎｔａｃｔ）が固定子（ｆｉｘｅｄ  ｃｏｎｔａｃｔ）に安定して接触するように構成した気中遮断器の接点構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、気中遮断器は、低圧受配電系統の最上位に設置される遮断器であって、短絡、過負荷、漏電などにより回路に事故電流が発生した場合、所定時間通電状態を維持し、所定時間が経過しても事故電流が維持されていると回路を遮断する機能を有する。
【０００３】
図４Ａは従来技術による気中遮断器の接点が分離した状態を示す概略図であり、図４Ｂは従来技術による気中遮断器の接点が接触した状態を示す概略図である。
【０００４】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、従来技術による気中遮断器１０は、固定子アセンブリ２０と、固定子アセンブリ２０に対して相対移動可能な可動子アセンブリ３０と、可動子アセンブリ３０を固定子アセンブリ２０に対して相対移動させる開閉メカニズム４０と、気中遮断器１０の遮断又は投入時に発生するアークを消弧する消弧部５０とから構成される。
【０００５】
固定子アセンブリ２０は、電源側回路（図示せず）に接続された上部ターミナル２１と、上部ターミナル２１に固定されて電源が供給される固定子２２と、固定子２２上に設けられた固定接点２３とから構成される。
【０００６】
可動子アセンブリ３０は、負荷機器側回路（図示せず）に接続された下部ターミナル３１と、下部ターミナル３１に設けられた接続ターミナル３１ａと、一端が遮断器ハウジング（図示せず）に回動軸３９を介して回動可能に設けられた絶縁材質のケージ（ｃａｇｅ）３２と、ケージ３２に回動軸３８を介して回動可能に設けられた可動子３３と、可動子３３とケージ３２間に配置されて可動子３３を固定子２２方向に付勢する接圧ばね３４と、可動子３３に設けられて可動子３３が固定子２２方向に回動すると固定接点２３に接触する可動接点３５と、可動子３３と接続ターミナル３１ａ間の電流通電のために可動子３３と接続ターミナル３１ａ間に接続された導線３６と、一端はケージ３２に連結されて他端は開閉メカニズム４０に回動可能に連結されたリンク３７とから構成される。
【０００７】
開閉メカニズム４０は、可動子３３に設けられた可動接点３５が固定子２２に設けられた固定接点２３に接離するようにリンク３７を用いて駆動力を供給する機械装置である。
【０００８】
消弧部５０は、可動接点３５が固定接点２３に接離するとき、特に固定接点２３から分離するときに固定接点２３と可動接点３５間に発生するアークを消弧するように固定接点２３と可動接点３５間に配置された複数のグリッド（図示せず）と、固定子２２上に設けられて固定接点２３と可動接点３５間に発生するアークを消弧部５０に導くアークランナ５１とから構成される。
【０００９】
以下、このように構成される従来技術による気中遮断器の投入動作について図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。
【００１０】
気中遮断器１０の投入動作が行われると、開閉メカニズム４０は、リンク３７を用いてケージ３２が図４Ａの状態から回動軸３９を中心として反時計方向に回動するようにする。
【００１１】
ケージ３２が反時計方向に回動すると、ケージ３２に回動可能に設けられた可動子３３も回動軸３８を中心として反時計方向に回動する。
【００１２】
その後、可動接点３５の接触面３５Ｓが固定接点２３の接触面２３Ｓに接触すると、可動子３３の回動は停止するが、ケージ３２は開閉メカニズム４０により所定範囲だけさらに反時計方向に回動する。それにより、図４Ｂに示すように、可動子３３とケージ３２間に設けられた接圧ばね３４が圧縮される。
【００１３】
圧縮された接圧ばね３４は可動子３３を介して可動接点３５の接触面３５Ｓが固定接点２３の接触面２３Ｓを付勢するようにし、それにより、固定接点２３と可動接点３５間に電流が供給される。
【００１４】
このような気中遮断器１０は、固定接点２３と可動接点３５（以下、表現の便宜上、固定接点と可動接点を単に「接点」ともいう）が接触してこれら接点２３、３５間に電流が流れる際に、固定接点２３の接触面２３Ｓから流出する電流と可動接点３５の接触面３５Ｓに流入する電流とは逆方向に流れるので、固定接点２３と可動接点３５間に電磁反発力が作用する。
【００１５】
この電磁反発力は可動子３３を回動軸３８を中心として時計方向（すなわち、遮断方向）に回動させようとするが、接圧ばね３４の荷重が電磁反発力とは逆方向に作用するので、接点２３、３５は接触した状態を維持することになる。
【００１６】
ところが、事故電流や異常電流などの大電流により接点２３、３５間に大きな電磁反発力が発生した場合は、この電磁反発力が接圧ばね３４の荷重に打ち勝って可動子３３を時計方向に回動させるので、可動接点３５が固定接点２３から分離する危険性がある。
【００１７】
しかし、気中遮断器１０は、低圧受配電系統の最上位に設置される遮断器であるので、事故電流や異常電流などの大電流により接点２３、３５間に大きな電磁反発力が発生した場合、接点２３、３５が所定時間（通常１〜３秒）接触状態を維持するようにすることにより、下位の回路に配置された下位の遮断器（図示せず）が遮断動作を行う時間を与える必要がある。
【００１８】
これは、事故電流や異常電流による電磁反発力により気中遮断器１０の接点２３、３５が分離すると気中遮断器１０の下位の回路に事故が発生し得るからである。
【００１９】
よって、従来技術による気中遮断器１０においては、接圧ばね３４の荷重を高く設定することにより、気中遮断器１０の定格電流だけでなく事故電流や異常電流による電磁反発力にも所定時間耐えるようにしなければならなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし、高い荷重の接圧ばね３４を可動子アセンブリ３０に適用する場合、開閉メカニズム４０に適用される投入ばね（図示せず）の荷重もそれに比例して増加させなければならないが、そうした場合、接点２３、３５間の衝撃や摩耗の増加、それによる遮断回数の低下、遮断器メカニズムの耐久力の低下など、様々な問題を引き起こすことがある。
【００２１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、気中遮断器の接点間に発生する電磁反発力の影響力を最小限に抑えることにより、相対的に低い荷重の接圧ばねによっても接点間の接圧力を安定して維持するようにした気中遮断器の接点構造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】
【００２２】
本発明の一実施形態による気中遮断器の接点構造は、固定接点を有する固定子と、可動接点を有し、回動可能に設けられて前記固定子に接離する可動子とを含む気中遮断器の接点構造において、前記固定接点の接触面及び前記可動接点の接触面は、傾斜して配置され、前記固定接点の接触面及び前記可動接点の接触面を共通に通る線分は、前記可動子の縦軸中心線を通る線分に対して鋭角をなすように構成される。
【００２３】
ここで、前記固定接点は、前記固定子の一部が折り曲げられて形成される固定接点シートに結合され、前記可動接点は、前記可動子の一部が折り曲げられて形成される可動接点シートに結合されるようにしてもよい。
【００２４】
また、前記固定接点の接触面及び前記可動接点の接触面は、傾斜して形成されるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、前記鋭角の範囲は、１０〜４０°にしてもよい。
【００２６】
さらに、前記可動子は、前記気中遮断器のハウジングに回動可能に設けられるケージに設けられ、前記ケージと前記可動子との間に接圧ばねが介在し、前記可動子の先端から前記可動子の縦軸方向に、前記接圧ばね、前記可動接点、及び前記可動子の回動軸が順次配置されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による気中遮断器の接点構造は、固定接点の接触面及び可動接点の接触面が傾斜して配置され、固定接点の接触面及び可動接点の接触面を共通に通る線分が可動子の縦軸中心線を通る線分に対して鋭角をなすように構成されることにより、可動子のモーメントアームの長さが従来に比べて短くなるので、従来と同じ電磁反発力が可動接点、すなわち可動子に加わる際に実質的に可動子に加わるモーメントが小さくなる。
【００２８】
従って、本発明による気中遮断器の接点構造は、接点間に事故電流や異常電流などの大電流が発生して電磁反発力が急激に大きくなっても、従来技術による気中遮断器の接点構造に比べて接点を安定して維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明による気中遮断器の接点が分離した状態を示す概略図である。
【図１Ｂ】本発明による気中遮断器の接点が接触した状態を示す概略図である。
【図２】従来技術による気中遮断器の接点構造におけるモーメントの大きさと本発明による気中遮断器の接点構造におけるモーメントの大きさとを比較するための例示図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態の例示図である。
【図３Ｂ】本発明の第２実施形態の例示図である。
【図３Ｃ】本発明の第１及び第２実施形態に適用可能な変形実施形態の例示図である。
【図４Ａ】従来技術による気中遮断器の接点が分離した状態を示す概略図である。
【図４Ｂ】従来技術による気中遮断器の接点が接触した状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明するが、これらは本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明の技術的思想や範囲を限定するものではない。
【００３１】
図１Ａは本発明による気中遮断器の接点が分離した状態を示す概略図であり、図１Ｂは本発明による気中遮断器の接点が接触した状態を示す概略図である。
【００３２】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本発明による気中遮断器の接点構造が適用される気中遮断器１００は、固定子アセンブリ２００と、固定子アセンブリ２００に対して相対移動可能な可動子アセンブリ３００と、可動子アセンブリ３００を固定子アセンブリ２００に対して相対移動させる開閉メカニズム４００と、気中遮断器１００の遮断又は投入時に発生するアークを消弧する消弧部５００とから構成される。
【００３３】
固定子アセンブリ２００は、電源側回路（図示せず）に接続された上部ターミナル２１０と、上部ターミナル２１０に固定されて電源が供給される固定子２２０と、固定子２２０上に設けられた固定接点２３０と、固定接点２３０が設けられる固定子２２０に配置された固定接点シート２２１とから構成される。
【００３４】
可動子アセンブリ３００は、負荷機器側回路（図示せず）に接続された下部ターミナル３１０と、下部ターミナル３１０に設けられた接続ターミナル３１１と、一端が遮断器ハウジング（図示せず）に回動軸３９０を介して回動可能に設けられた絶縁材質のケージ３２０と、ケージ３２０に回動軸３８０を介して回動可能に設けられた可動子３３０と、可動子３３０とケージ３２０間に配置されて可動子３３０を固定子２２０方向に付勢する接圧ばね３４０と、可動子３３０に設けられて可動子３３０が固定子２２０方向に回動すると固定接点２３０に接触する可動接点３５０と、可動接点３５０が設けられる可動子３３０に配置された可動接点シート３３１と、可動子３３０と接続ターミナル３１１間の電流通電のために可動子３３０と接続ターミナル３１１間に接続された導線３６０と、一端はケージ３２０に連結されて他端は開閉メカニズム４００に回動可能に連結されたリンク３７０とから構成される。
【００３５】
開閉メカニズム４００は、可動子３３０に設けられた可動接点３５０が固定子２２０に設けられた固定接点２３０に接離するようにリンク３７０を用いて駆動力を供給する公知の機械装置である。
【００３６】
消弧部５００は、可動接点３５０が固定接点２３０に接離するとき、特に固定接点２３０から分離するときに固定接点２３０と可動接点３５０間に発生するアークを消弧するように固定接点２３０と可動接点３５０間に配置された複数のグリッド（図示せず）と、固定子２２０上に設けられて固定接点２３０と可動接点３５０間に発生するアークを消弧部５００に導くアークランナ５１０とから構成される。
【００３７】
このような本発明による気中遮断器の接点構造が適用される気中遮断器１００は、固定接点２３０及び可動接点３５０の形状と、固定接点２３０が設けられる固定子２２０に配置された固定接点シート２２１及び可動接点３５０が設けられる可動子３３０に配置された可動接点シート３３１の構造的形状において、従来技術による気中遮断器１０とは異なる。
【００３８】
本発明による気中遮断器の接点構造によれば、固定接点２３０の接触面２３１及び可動接点３５０の接触面３５１が傾斜して配置されるが、より詳細には、固定接点２３０の接触面２３１及び可動接点３５０の接触面３５１を共通に通る線分（Ｌ）が可動子３３０の縦軸中心線を通る線分（Ｌ’）に対して鋭角（θ）をなすように傾斜して配置される（図２参照）。
【００３９】
このように固定接点２３０の接触面２３１及び可動接点３５０の接触面３５１を傾斜して配置することにより、気中遮断器１００の投入動作が行われるときにこれら接触面２３１、３５１間に発生する電磁反発力の作用線を可動子３３０の回動軸３８０に近接させることができ、電磁反発力により可動子３３０に発生するモーメント（Ｍ’）を小さくすることができる。
【００４０】
以下、これについて図２を参照してより詳細に説明する。
【００４１】
図２において、左図は従来技術による気中遮断器の接点構造を示し、右図は本発明による気中遮断器の接点構造を示す。
【００４２】
本発明による気中遮断器の接点構造における可動子３３０のモーメントアーム（ａ’）（すなわち、可動子３３０の回動軸３８０と電磁反発力（Ｆ）の作用線を結ぶ垂直線）は、従来技術による気中遮断器の接点構造における可動子３３のモーメントアーム（ａ）より短い。
【００４３】
従って、同じ電磁反発力（Ｆ）が可動子３３０に加わった場合、本発明による可動子３３０に発生するモーメント（Ｍ’）の方が従来技術による可動子３３に発生するモーメントＭより小さい。
【００４４】
これを数式で表すと次の通りである。
【００４５】
【数１】
0006371357.tif 000002
【００４６】
本発明によるモーメント低減効果は次のように表される。
【００４７】
【数２】
0006371357.tif 000003
【００４８】
また、図２から分かるように、鋭角（θ）を大きくするほど、モーメントアーム（ａ’）が短くなり、電磁反発力による回動モーメント（Ｍ’）が小さくなるので、可動接点３５０が固定接点２３０に安定して保持されるようにすることができる。
【００４９】
しかし、鋭角（θ）を大きくするほど（例えば、４５〜９０°の範囲）、接点２３０、３５０間のスリップ現象が増加するので接点２３０、３５０の摩耗が増加するだけでなく、接点２３０、３５０の摩耗が所定レベルに達すると、可動接点３５０が固定接点２３０に保持されなくなり、可動接点３５０が固定接点２３０を通り過ぎて反時計方向に離脱することがある。
【００５０】
これは、気中遮断器１００の事故はもとより、その下位の回路の事故にもつながる問題を生じさせることがあるので、このような問題を防止するために、本発明による気中遮断器の接点構造においては、鋭角（θ）を１０〜４０°の範囲に設定している。
【００５１】
一方、本発明による気中遮断器の接点構造の第１実施形態においては、固定接点２３０の接触面２３１及び可動接点３５０の接触面３５１を傾斜して配置するために、固定接点２３０が設けられる固定接点シート２２１及び可動接点３５０が設けられる可動接点シート３３１を傾斜して形成し、その後固定接点シート２２１に固定接点２３０を設けると共に可動接点シート３３１に可動接点３５０を設けるようにしてもよい。ここで、固定接点シート２２１は、固定子２２０の一部が折り曲げられて形成され、可動接点シート３３１は、可動子３３０の一部が折り曲げられて形成されるようにしてもよい。あるいは、図示していないが、固定接点シート２２１は、固定子２２０の一部が突出して形成される傾斜面からなり、可動接点シート３３１は、可動子３３０の一部が突出して形成される傾斜面からなるようにしてもよい。
【００５２】
他方、本発明による気中遮断器の接点構造の第２実施形態においては、固定接点２３０の接触面２３１及び可動接点３５０の接触面３５１を傾斜して配置するために、図３Ｂに示すように、固定接点２３０の接触面２３１及び可動接点３５０の接触面３５１を直接傾斜して形成するが、この第２実施形態は、従来技術による気中遮断器の接点構造をそのまま用いることができるという利点がある。
【００５３】
なお、図示していないが、第１及び第２実施形態を組み合わせた形態となるように気中遮断器の接点構造を構成してもよい。
【００５４】
本発明の第１及び第２実施形態の変形実施形態として、電磁反発力によるモーメント（Ｍ’）をさらに小さくするために、回動軸３８０を可動接点３５０にさらに近い位置に移動させて配置し、接圧ばね３４０による加圧モーメントを大きくするために、接圧ばね３４０を可動子３３０の自由端にさらに近い位置に移動させて配置するようにしてもよい。
【００５５】
この変形実施形態は、図３Ｃに明確に示すように、可動子３３０の先端から可動子３３０の縦軸方向に接圧ばね３４０、可動接点３５０、回動軸３８０が順次配置される。
【００５６】
図３Ｃは第１実施形態に適用された変形実施形態を例示するが、当該変形実施形態は第２実施形態に適用することもできる。
【００５７】
以下、このように構成される本発明による気中遮断器の投入動作について図１Ａ〜図２を参照して説明する。
【００５８】
気中遮断器１００の投入動作が行われると、開閉メカニズム４００は、リンク３７０を用いてケージ３２０が図１Ａの状態から回動軸３９０を中心として反時計方向に回動するようにする。
【００５９】
ケージ３２０が反時計方向に回動すると、ケージ３２０に回動可能に設けられた可動子３３０も回動軸３８０を中心として反時計方向に回動する。
【００６０】
その後、可動接点３５０の接触面３５１が固定接点２３０の接触面２３１に接触すると、可動子３３０の回動は停止するが、ケージ３２０は開閉メカニズム４００により所定範囲だけさらに反時計方向に回動する。それにより、図１Ｂに示すように、可動子３３０とケージ３２０間に設けられた接圧ばね３４０が圧縮される。
【００６１】
圧縮された接圧ばね３４０は可動子３３０を介して可動接点３５０の接触面３５１が固定接点２３０の接触面２３１を付勢するようにし、それにより、固定接点２３０と可動接点３５０間に電流が供給される。
【００６２】
このような気中遮断器１００は、固定接点２３０と可動接点３５０が接触してこれら接点２３０、３５０間に電流が流れる際に、固定接点２３０の接触面２３１から流出する電流と可動接点３５０の接触面３５１に流入する電流とは逆方向に流れるので、固定接点２３０と可動接点３５０間に電磁反発力が作用する。
【００６３】
この電磁反発力は可動子３３０を回動軸３８０を中心として時計方向（すなわち、遮断方向）に回動させようとするが、特に事故電流や異常電流などの大電流により接点２３０、３５０間に大きな電磁反発力が発生した場合、この電磁反発力は接圧ばね３４０の荷重に打ち勝って可動子３３０を時計方向に回動させる。
【００６４】
しかし、本発明による気中遮断器の接点構造は、図２に示すように、固定接点２３０の接触面２３１及び可動接点３５０の接触面３５１を共通に通る線分（Ｌ）が可動子３３０の縦軸中心線を通る線分（Ｌ’）に対して鋭角をなすように構成されるので、モーメントアーム（ａ’）の長さが従来のａからａ’に短くなり、従来と同じ事故電流や異常電流による電磁反発力（Ｆ）が可動子３３０に加わった場合、実質的に可動子３３０にはＦ×（ａ−ａ’）のモーメント低減（Ｍ−Ｍ’）が発生する。
【００６５】
従って、本発明による気中遮断器の接点構造は、接点間に事故電流や異常電流などの大電流が発生して電磁反発力が急激に大きくなっても、従来技術による気中遮断器の接点構造に比べて接点を安定して維持することができ、安定した接圧が得られる。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、発明の要旨と範囲から逸脱しない限り様々な変更及び変形が可能であることは当業者にとって明らかであり、その変更及び変形が全て本発明に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
１００    気中遮断器
２００    固定子アセンブリ
２１０    上部ターミナル
２２０    固定子
２２１    固定接点シート
２３０    固定接点
２３１    接触面
３００    可動子アセンブリ
３１０    下部ターミナル
３１１    接続ターミナル
３２０    ケージ
３３０    可動子
３３１    可動接点シート
３４０    接圧ばね
３５０    可動接点
３５１    接触面
３６０    導線
３７０    リンク
３８０，３９０    回動軸
４００    開閉メカニズム
５００    消弧部
５１０    アークランナ
ａ，ａ’    モーメントアーム
Ｆ    電磁反発力
Ｌ，Ｌ’    線分
θ    鋭角
【図１Ａ】
0006371357.tif 000004
【図１Ｂ】
0006371357.tif 000005
【図２】
0006371357.tif 000006
【図３Ａ】
0006371357.tif 000007
【図３Ｂ】
0006371357.tif 000008
【図３Ｃ】
0006371357.tif 000009
【図４Ａ】
0006371357.tif 000010
【図４Ｂ】
0006371357.tif 000011