(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧回復性能を持つＡＣ接触器であって、
複数の接点パッドおよび接点パッド位置決め装置を有する少なくとも１つの接点組立体を含み、
前記複数の接点パッドの内の少なくとも１つの接点パッドは前記位置決め装置に取り付けられた位置決め可能な接点パッドであり、
前記位置決め装置は、それに取り付けられた前記位置決め可能な接点パッドを、前記位置決め可能な接点パッドが前記複数の接点パッドの内の他の１つの接点パッドと電気的接触状態になる閉回路位置と前記位置決め可能な接点パッドが前記他の１つの接点パッドから離れて両者間にギャップを形成する開回路位置との間のいずれかに選択的に配置するように移動可能に取り付けられており、
前記ＡＣ接触器は更に、
前記接点組立体に結合され、前記位置決め可能な接点パッドと前記他の１つの接点パッドとの間の前記ギャップに高回復電圧強度のガスを導入するガス導入手段を有する高回復電圧ガス装置とを含み、前記高回復電圧強度のガスが、銀ベースの接点の場合で測定して３００ボルト以上の高グロー放電カソード電圧降下値を持っており、
前記ガス導入手段が、
前記接点組立体に結合されたガス源と、
前記複数の接点パッドの一方または両方に対応する温度を検出するように配置された温度センサと、
前記温度センサに接続し、前記ガス源からのガスの流れを制御するガスコントローラを有し、前記ガスコントローラは、前記温度センサがしきい値を越えた温度を検出したとき前記ガス源から前記接点組立体へガスを流入させることを特徴とするＡＣ接触器。
【請求項２】
前記高回復電圧強度のガスが一酸化炭素、二酸化炭素および水蒸気からなるグループから選択されたガスである請求項１記載の接触器。
【請求項３】
前記高回復電圧強度のガスは４００ボルト乃至５００ボルトの高グロー放電カソード電圧降下値を持つ請求項１記載の接触器。
【請求項４】
前記接点組立体が１相当り２つだけの接点パッドを有する請求項１記載の接触器。
【請求項５】
高電圧回復性能を持つ低電圧ＡＣ接触器であって、
第１および第２の接点パッドならびに該第１の接点パッドが取り付けられた接点アームを有する少なくとも１つの接点組立体であって、該接点アームは、前記第１の接点パッドが前記第２の接点パッドと電気的接触状態に配置される閉回路位置と前記第１の接点パッドが前記第２の接点パッドから離れて配置されて両者間にギャップを形成する開回路位置との間のいずれかに前記第１の接点パッドを選択的に動かすように前記接点組立体内に移動可能に取り付けられている、前記少なくとも１つの接点組立体と、
前記第１および第２の接点パッド間の前記ギャップに高回復電圧強度のガスを導入するガス導入手段を有し、前記接点組立体の各々に接続された高回復電圧ガス装置とを含み、
前記高回復電圧強度のガスが、銀ベースの接点の場合で測定して３００ボルト以上の高グロー放電カソード電圧降下値を持っており、
前記ガス導入手段が、
前記接点組立体に結合されたガス源と、
前記複数の接点パッドの一方または両方に対応する温度を検出するように配置された温度センサと、
前記温度センサに接続し、前記ガス源から前記接点組立体へのガスの流れを制御するガスコントローラを有し、前記ガスコントローラは、前記温度センサがしきい値を越えた温度を検出したとき前記ガス源から前記接点組立体へガスを流入させることを特徴とする低電圧ＡＣ接触器。
【請求項６】
前記接触器が３つの接点組立体からなる３相電気接触器である請求項５記載の接触器。
【請求項７】
前記接触器の最大定格電圧が６００ボルト（ＲＭＳ）以下である請求項５記載の接触器。
【請求項８】
前記接点パッドの各々が重量で少なくとも４０％の銀を有する請求項５記載の接触器。
【請求項９】
前記接点パッドの各々が銀と別の材料との混合物で構成され、該別の材料が酸化金属およびニッケルからなるグループから選択されたものである請求項８記載の接触器。
【請求項１０】
前記接点パッドの各々が銀と酸化カドミウムとの混合物で構成され、該酸化カドミウムが接点パッドの重量の７％乃至２０％である請求項９記載の接触器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電圧回復性能を向上した低電圧ＡＣ接触器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低電圧ＡＣ（交流）接触器は６００ボルト（ＲＭＳ）以下で動作する回路のモータおよび照明負荷への電力の流れを制御するために産業および商業用途に使用されている。大容量接触器は典型的には１相当り２つの接点ギャップを直列に有し、各接点ギャップは２つの接点パッドの間に形成されている。このような接触器は通常、可動ブリッジ構造を有し、このブリッジ上に２つの電気的に接続された銀ベースの接点パッドが配置されている。このブリッジはソレノイドによってばねに抗して駆動され、ブリッジの接点パッドは、ブリッジの位置に応じて、プラスチックエンクロジャ内に配置された２つの対応する固定接点パッドと接触し、また該固定接点パッドから分離する。この固定接点パッドには電圧供給リード線および負荷給電リード線が取り付けられている。ブリッジの接点パッドがそれぞれの固定接点パッドと接触状態になるようにブリッジが動かされたとき、回路は閉じる。回路を開くには、ブリッジ組立体がブリッジの接点パッドをそれぞれの固定接点パッドから分離するように動かされる。接点パッドが回路を開くように動かされた時にアークが発生するので、回路の遮断を促進するために、多くの大容量接触器ではプラスチックエンクロジャ内に接点パッドに近接してアークシュートが設けられている。
【０００３】
単相の典型的な回路遮断動作について説明すると、接触器の接点が閉じている状態で回路が始動されて、電流が流れ、電源電圧がほとんど完全に電気負荷の両端にかかている。そこで、例えばブリッジがばねの力で動けるようにソレノイドの励磁を停止することによりブリッジが動かされると、ギャップがブリッジの接点パッドと固定（すなわち不動の）接点パッドとの間に形成される。このように接点パッドが開離する結果、直列の（各相当り）２つの接点ギャップに低電圧アークが現れる。アークの両端間の１０ボルト乃至３０ボルトの降下が電源から利用できる電圧に比較して比較的小さい。したがって電流が負の接点パッドのカソードスポットから対の対応する接点パッドのアノードスポットに流れ続け、その電流の値は接点開離前とほぼ同じである。アークシュート構造は大きな電圧降下を生じさせるので、アークは現在開離している接点パッド間に留まり又は戻る傾向がある。
【０００４】
接点パッドが開離した後、最終的に電流はＡＣ波形の半周期以内にゼロに低下する。しかしながら、ＡＣ波形がゼロでない値に増加し、負荷から接触器への有効な電圧の転送によって新しいカソードスポットが前のアークのアノードに形成されて、新しいアークが形成される場合には、電流は再び流れ始める。このような電圧の転送は回路の共振（すなわちリンギング）周波数の約半周期以内に急速に生じる。それは、典型的には低電圧（≦６００ボルト（ＲＭＳ））で動作する低電力乃至中電力回路（例えば、約１０ＫＷ乃至１００ＫＷ以下）においては約５０μ秒のように長く、また低電圧（これはより高い電力の回路でインピーダンスが低い傾向があるためである）で動作する中電力乃至高電力回路（例えば、約１００ＫＷ乃至１０００ＫＷ）においては約５μ秒のように短い。アークを再確立するのに有効な電圧の大きさは、ピーク電源電圧と、ゼロ電流点における電流および電圧間の位相角の正弦と、１に近いオーバシュート係数との積によって決まる。この有効な電圧の大きさが十分である場合には、一連のアークギャップに沿って接触器を通る導電が再確立され、電流の流れは少なくとも電源周波数の半周期連続する。そうでない場合には、回路における電流の流れは遮断されたままである。
【０００５】
従来の大電流容量接触器では、アークシュートが接触器内において接点パッドの近くに配置されて、磁気力により接点パッド間のアークをアークシュート内に押しやるように接触器は設計される。アークシュート内に直列に配置された数枚のプレート間の高い電圧降下のために、電流の流れは低減する。しかしながら、上述したように二重接点パッドを有するブリッジ構造を使用することが必要であった。これは、１相当り直列の２つの接点ギャップにより、所与の大きさの接触器が低電圧範囲の上半分の電圧（例えば、≧３００ボルト（ＲＭＳ））の高電圧回路を取り扱えるようになるためである。
【０００６】
適切な電流遮断性能を保証するために、接触器に対して標準の定格が設定されている。例えば、アメリカ国内電気製造者協会（ＮＥＭＡ）はサイズ００乃至９の汎用の標準定格を設定した。これらの定格は、６００ボルト（ＲＭＳ）までの電圧の単相または３相装置において、９乃至２２５０アンペア（ＲＭＳ）の範囲のＡＣ電流で３／４馬力乃至１６００馬力のモータ出力定格のスイッチングサービスに使用するための接触器に関係している（この文に使用されているように、「低電圧」とは６００ボルト以下と考えられている）。同様な標準定格はヨーロッパの国際電子技術委員会によって設定された。異なるサービス電圧に対して電流伝達および遮断性能のような必要な性能規格を満足する接触器の製造は二重接点パッドブリッジを使用することを今まで必要とした。二重接点ブリッジ構造は１相当り４つの銀ベースの接点パッドの使用に伴う製造コストがかかる。例えば、コントローラの材料コストの約３０％乃至５０％が銀ベースの接点パッドから生じる。更に、二重接点構造は放熱が制限されるというようなある動作上の制限がある。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、従来の接触器では１相当り４つの接点パッドを必要とした標準の定格用に１相当りたった２つの接点パッドしか必要としない信頼性の高い低電圧ＡＣ接触器を提供することにある。
本発明の他の目的は、１相当り４つの接点パッドを必要とする同じ標準定格の接触器と比較して、放熱特性を改良した接触器を提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、接点パッド間のギャップ内に制御可能な雰囲気を有し、その雰囲気の高電圧回復値を増強する低電圧ＡＣ接触器を提供することにある。
【０００９】
【発明の概要】
本発明による高電圧回復性能を持つＡＣ（交流）接触器は、接点組立体および該接点組立体に接続された高回復電圧ガス装置を有する。接点組立体は、複数の接点パッドを有し、少なくとも１つの接点パッドは接点パッド位置決め装置に取り付けられ、該接点パッド位置決め装置は該少なくとも１つの接点パッドを閉回路位置と開回路位置とのいずれかに選択的に配置するように移動可能に取り付けられている。閉回路位置では、位置決め可能な接点パッドが接点組立体の他の１つの接点パッドと電気的接触状態に配置される。また開回路位置では、前記位置決め可能な接点パッドは前記他の１つの接点パッドから離して配置され、両接点パッド間にはギャップが存在する。高回復電圧ガス装置は、高回復電圧強度のガスを接点パッド間のギャップ内に導入するガス導入手段を有する。このガスは、銀ベースの接点の場合で測定して、約３００ボルト以上、典型的には約４５０ボルトと約５００ボルトの間の範囲にある高いグロー放電カソード電圧降下値を持つ。ここで「高回復電圧強度のガス」とは、接点パッド間のギャップ内に導入されたとき、ギャップ内の雰囲気の回復電圧を増大する効果を有するガスを意味する。
【００１０】
高回復電圧強度のガスは典型的には一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気などである。高回復電圧強度のガスを導入するガス導入手段は、典型的には接点組立体内に配置された、グループＩＡの重炭酸塩（例えば、重炭酸ナトリウム）のような熱式ガス発生媒体を有する。熱式ガス発生媒体は接点パッド内のチャンネルの中に配置されるか、または接点パッドから隔たって接点組立体内に設けられたアークシュートの中に配置される。熱式ガス発生媒体は典型的には熱平衡プロフィールを持つ材料であり、加熱時に高回復電圧強度のガスを発生し、回路開放後の接点組立体の冷却時にガスをガス発生媒体に再吸収するものである。この代わりにガス導入手段として、熱作動式高速動作弁のようなガス進入装置を介して接点組立体に接続された加圧シリンダのようなガス源を設けてもよい。
【００１１】
本発明の接触器は、典型的には接点パッドが回路を遮断するために動かされた時の初期アークの形成後に高回復電圧強度のガスが存在するという有益な効果により、１相当りたった２つの接点パッドしか必要としない。
本発明の新規な特徴は特に特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明の構成および動作方法は、その他の目的および利点とともに、添付図面を参照した以下の説明からより良く理解することができよう。図面を通じて同じ符号は同じ構成要素を示している。
【００１２】
【詳しい説明】
本発明による電気接触器１００は、電気負荷７５を交流（ＡＣ）電圧源５０に選択的に接続するために電圧源５０および負荷７５に接続される。ＡＣ電圧源５０は典型的には低電圧のＡＣ電圧源であり、これは約６００ボルト（ＲＭＳ）の最大電圧を有する。更に、電圧源５０は典型的には約３ＫＨｚまでの周波数で動作するが、通常は５０Ｈｚ乃至６０Ｈｚの範囲で動作する。負荷７５は典型的には誘導モータのようなモータ等で構成され、このモータにＡＣ電力が選択的に供給される（すなわち、電力は負荷に対して交互にオン、オフされる）。接触器１００は、以下に説明するように、本発明に従って、接点パッド間のギャップに制御可能な雰囲気を使用して該雰囲気の高電圧回復値を増強することにより、ＡＣ電圧源５０を負荷７５に対して確実に接続しまた切断する。この結果、接触器１００に必要な１相当りの接点パッドが少なくなり、接触器の熱放散特性が向上する。接触器１００の代表的な１つの相が図１に示されている。多相接触器では、同様な装置が接触器１００の各相毎に設けられる（典型的には、各相の接点パッドは接触器の単一の機械的アクチュエータ（例えば、ソレノイド）によって駆動される）。
【００１３】
接触器１００は、接点組立体１１０を有し、該接点組立体１１０は電源接続線１１２を介して電圧源５０に接続されるとともに負荷接続線１１４を介して負荷７５に接続される。接点組立体１１０は、電源接続線１１２に接続された電源側接点パッド１２０、負荷接続線１１４に接続された負荷側接点パッド１３０、および（図１に示すように）負荷側接点パッド１３０に接続された接点パッド作動機構１５０を有する。接点パッド作動機構１５０は、負荷側接点パッドが電源側接点パッド１２０に電気的に接触した状態（物理的接触状態）にある位置と電源側接点パッドおよび負荷側接点パッドのそれぞれの面の間にギャップ「Ｇ」がある位置とのいずれかに負荷側接点パッド１３０を選択的に配置する。アークシュート１７０が接触器１００内に接点組立体１１０から間隔をあけて設けられていて、接点パッド１２０，１３０の一方が他方に対して相対的に移動したときに発生するアークがアークシュート内に転移するように構成されている。
【００１４】
電源側接点パッド１２０および負荷側接点パッド１３０は典型的には同じ構成であり、銀をベースとした材料で形成されている。ここで使用される「銀ベースの材料」とは、重量で、少なくとも４０％の銀（Ａｇ）、典型的には約８０％以上の銀を有する材料である。銀は典型的には第２の材料、例えば酸化カドミウムまたは酸化スズのような酸化金属、またはニッケル等の金属と混合される。第２の金属は典型的には、接点パッドを形成する材料の重量で、７％乃至２０％である。銀に加えられる酸化カドミウムまたは他の材料は混合されて、低溶着性、高電導率、低腐食性およびアーク制御安定性の特性を有する接点パッド材料を生成する。接点パッド１２０，１３０の物理的寸法は、典型的には接触器１００の特定の定格（ＮＥＭＡまたはＩＥＣ定格）によって要求される接点パッドの通電容量に基づいて決定される。例えば、サイズ２のＮＥＭＡ定格（４５Ａ）では、銀ベースの接点パッド１２０，１３０の各々は、重量で約９０％の銀を含み、典型的には直径が約９ｍｍの円形を有する。
【００１５】
接点パッド作動機構１５０は、典型的にはばねに逆らうように配置されたソレノイド１５２または同様な磁気駆動機構を有する。図１に示すように、負荷側接点パッド１３０は可動接点アーム１３２に結合され、該アーム１３２はまたソレノイド軸１５３に接続されている。一例として、作動機構１５０は、典型的にはソレノイド１５２の作動時にソレノイド軸１５３がばね１５４に抗して延出して負荷側接点パッド１３０を電源側接点パッド１２０に電気的および物理的に接触させることにより、電圧源５０と負荷７５との間に電気的接続を確立するように構成されている。ソレノイド１５２が不作動にされたときは、ばね１５４がソレノイド軸１５３を動かして、負荷側接点パッド１３０と電源側接点パッド１２０との間にギャップ「Ｇ」が生じる位置に接点アーム１３２および接点パッド１３０を配置する。これらの接点パッドを互いに対して上記のように選択的に変位させるための他の構成も、本技術分野で周知のように可能である。
【００１６】
アークシュート１７０は典型的には複数の導電性プレート１７２を有する。この導電性プレート１７２はシュート１７０内に引き込まれるアークに対する電気的経路を形成するように配置されている（例えば、プレートは、アークが直列にプレート間のギャップに形成されるようにほぼ平行に且つ互いに近接して配置されている）。典型的には、磁気吹消し装置（図示せず）を使用して、負荷側接点パッドと電源側接点パッドとの間に形成されたアークをアークシュート１７０内に向けるように補助し、そこで複数のプレート１７２間のアークの電圧降下をより大きくすることにより、電流の流れを停止して、電流がゼロに低下した後の回復電圧強度を増大するようにする。
【００１７】
本発明によれば、接触器１００は更に高回復電圧ガス装置２００を有し、この装置は、接点パッド１２０，１３０間のギャップ「Ｇ」内に高回復電圧強度のガスを導入するように接点組立体１１０に連結されている。ここで、「高回復電圧強度のガス」とは、接点パッド１２０，１３０間のギャップ「Ｇ」内の雰囲気の回復電圧を増大して、接点パッド１２０，１３０間のアークの再発弧の確率を、前に存在していたアークからの関連するプラズマや周囲空気の残留物がギャップ「Ｇ」内に残っていた場合に予想されるアークの再発弧確率よりも低減する効果を持つガスを表す。アークが再発弧する電圧は接触器のコールド絶縁破壊電圧よりも小さい。これは、遮断された回路の電流が（正常な波形の作用によって）ゼロに低下した後の数マイクロ秒において、前の導通期間の間のアークによって発生した残留プラズマによってギャップが満たされているためである。回復電圧は、「耐電圧」とも呼ばれ、ギャップ内の雰囲気が絶縁破壊して接点パッド１２０，１３０間に新しいアークを形成することなく耐えることができる電圧である。上述したように使用される回復電圧すなわち耐電圧はまた、特定の種類の材料の接点パッドを取り囲む異なるガスに対して測定される、高グロー放電カソード電圧降下値に対応する。本発明によれば、高回復電圧強度のガスは、銀ベースの接点に用いた場合で測定して、約３００ボルト以上、典型的には約４５０ボルトと約５００ボルトの間の範囲の高グロー放電カソード電圧降下値を持つ。空気中における銀ベースのカソードでは、グロー放電カソード降下値は２８０ボルトである。
【００１８】
このような高回復電圧強度のガスとしては、例えば一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、および水蒸気（Ｈ2Ｏ）がある。接点パッド間のギャップ「Ｇ」内にこれらのガスの複合分子が存在することにより、電子親和力および電子衝突断面が増大し、したがって自由分子がギャップ内の雰囲気の絶縁破壊に至る電子なだれおよび電離を生じるようにギャップの電界から十分なエネルギを蓄積することが防止される。
【００１９】
高回復電圧ガス装置２００は、高回復電圧強度のガスを接点パッド１２０，１３０の間のギャップに導入する手段を有する。典型的には、このようなガス導入手段は受動的な手段、すなわち、接点パッド間のギャップ内に高回復電圧強度のガスを導入するのに外部装置または検知装置を必要としない手段である。例えば、高回復電圧強度のガスは熱式ガス発生媒体、すなわち加熱されると所望のガスを発生する固体または液体（典型的には粉末）の媒体によって発生される。ガスを発生させるのに必要な熱は、接点パッドが互いに対して移動したときに形成されるアークによって得られる。
【００２０】
熱式ガス発生媒体は典型的には周囲温度において熱平衡状態にある材料であり、アークが存在しない動作状態においてガスの発生があまりなく、ガス発生媒体は周囲温度において著しく分解しない。更に、熱式ガス発生媒体は正の勾配を有する熱平衡プロフィールを持っており、このため温度が（例えば、接触器の正常動作温度からセ氏数百度まで）上昇するに従って、媒体と発生したガスとの平衡点がより多くのガスが発生するように変化する。所望の熱平衡プロフィールは、接触器の動作温度（典型的には室温の約４０゜Ｃ以内）において本質的に媒体からガスの発生がなく、約１００゜Ｃ乃至約３００゜Ｃの温度においてギャップ領域に約１気圧以上の圧力を生じるように十分なガスが発生し、更に、大気圧以上の圧力のガスを媒体から発生する温度が媒体の残りの材料の溶融点よりも小さいようなプロフィールである。
【００２１】
媒体は、ガスが発生したとき、このガスが接点パッド間のギャップ内に導入されるように配置される。更に、媒体の熱プロフィールは、電流の流れが遮断された後に接点組立体１１０が冷却したとき、発生したガスを媒体内に吸収するようになっている。典型的には、接点組立体は気密ではないが、発生したガスが著しく漏れないように閉鎖されており、従って発生したガスの大部分は媒体に有効に再吸収される。このように、受動的な高回復電圧ガス装置は、高回復電圧強度のガスを導入するための持続性のある有効で簡単な手段を提供する。
【００２２】
このような熱式ガス発生媒体の一例は、重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ3 ）であり、これは次式によって熱平衡状態で存在する。
２ＮａＨＣＯ3  <・・・・・> Ｎａ2ＣＯ3＋Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2
この反応では、発生したガスは約１００゜Ｃにおいて約１気圧の圧力（７６０ｍトル）を生じる。温度の上昇により、反応の平衡状態が急速に変化し、約１１０゜Ｃにおいて分解圧力は約１１５０ｍトルになる。この急速に発生するガスからの圧力の増大は、二酸化炭素および水蒸気を接点パッド間の雰囲気内に導入する推進力として有効に使用される。重炭酸ナトリウム（重曹）の他の利点は、このガス発生媒体が有毒でなく、安定であることである。他のグループＩＡの金属炭酸塩は熱的に分解して水蒸気および二酸化炭素を発生するすることが同様に知られている。
【００２３】
本発明の一実施例では、熱式ガス発生媒体はアークシュート１７０内に配置される。例えば、図１に示すように、（例えば、重炭酸ナトリウムを水と混合して粘性の材料を形成することによって形成される）重炭酸ナトリウムのペーストからなるスラブ２１０がアークシュートの導電性プレート１７２の側壁に沿って配置される。この構成では、（接点パッド間の初期アークの発生に続いて）アークシュートのプレート間にアークが生じると、熱式ガス発生媒体（例えば、重炭酸ナトリウム）はアークによって加熱される。熱式ガス発生媒体の加熱により、二酸化炭素および水蒸気が発生する。この両者は高回復電圧強度のガスであり、アークシュートのプレート間の領域から接点パッド間のギャップ内に流入する。上記の構成の代わりに、熱式ガス発生媒体は、アークがアークシュート内に形成されたときに該熱式ガス発生媒体が加熱されるように、アークシュートの導電性プレートに接続されたエンクロジャー内に配置することができる。
【００２４】
本発明による受動的な高回復電圧ガス装置２００の他の実施例が図２に示されている。図には接点アーム１３２に取り付けられた接点パッド１３０が示されている。複数のチャンネル２２０が接点パッド１３０の中に設けられており、典型的には、これらのチャンネルは接点パッド１３０の面１３１で開口している（すなわち、接点パッド１３０のこの部分は電気回路を閉じるために対応する接点パッドと電気的に接触するように配置されている）。図２（Ａ）および（Ｂ）に示すチャンネル２２０の構成は例示のために図示されているものであって、限定のためではない。典型的には、チャンネルの直径と深さとの比は約１：３であり、チャンネルは接触面に亘って均一分布するパターンに配置され、またチャンネルは接触面の表面積の約半分以下を占める。図２（Ｂ）に示すように、ガス発生媒体を構成するパケット２３０が各チャンネル２２０内に配置されており、回路の開放時に２つの接点パッド間に形成されるアークによって接点パッドが加熱されたときに、高回復電圧強度のガスが熱式ガス発生媒体から放出されて、それぞれのチャンネル２２０から２つの接点パッド間のギャップ内に流出する。このようにして、高回復電圧強度のガスはギャップ内に直接導入される。上述したように、重炭酸ナトリウムは、接点パッド１３０のチャンネル２２０内に挿入されるパケット２３０に容易に形成できるので、熱式ガス発生媒体として容易に使用される。
【００２５】
本発明の更に他の実施例が図３に示されている。この実施例では、高回復電圧ガスを接点パッド間のギャップ内に導入するために、能動的な高回復電圧ガス装置２００が使用されている。すなわち、この装置は、接点パッドの開離時にアークが形成される結果として温度が上昇する時のような選ばれた時間に、ガスを導入するように作動されるガス源を接点組立体１１０の外部に設けたものである。このような装置の一例は、接点組立体の一方または両方の接点パッドに対応する温度を検出するように配置された温度センサ２５０を有する。温度センサ２５０はガスコントローラ２６０に接続され、ガスコントローラ２６０はまた高回復電圧強度のガス（例えば、二酸化炭素）のタンクようなガス源２７０からの制御弁２７２を介したガスの流れを制御するように接続されている。動作では、ガスコントローラ２６０により高速動作弁２７２を開くか否かの判断材料として、接点パッド１２０，１３０間のアークの形成に対応するセンサ２５０からの検出温度が選択され、しきい値を越えたときガス源２７０から接点組立体へガスが流される。センサ２５０によって検出された第２の選択された温度は、アークが消えた後に接点組立体１１０が冷えつつあることを示す温度に対応し、コントローラ２６０をトリガーしてガス源２７０からの接点組立体１１０へのガスの流れを停止するために使用される。勿論、このような装置は、接点組立体１１０に供給されるガスが回収されない場合、ガス源２７０を周期的に再補給することが必要である。
【００２６】
動作について説明すると、本発明の高回復電圧ガス装置２００は、高回復電圧強度のガスを接点パッド間のギャップに導入する。このガスは、接点パッド間のギャップ内の雰囲気の耐電圧を増大する効果を有する。このため、電流の流れが一旦（正常なＡＣ波形の結果として）停止すると、電流の流れはギャップ内の高回復電圧強度のガスの存在により別のアークにより再設定される見込みはない（すなわち、高回復電圧強度のガスが導入されなかったギャップ内の雰囲気に比較して、高回復電圧強度のガスが存在する場合には、ギャップ内の雰囲気が絶縁破壊してアークを生じさせる可能性はほとんどない）。選択された熱平衡プロフィールを持つ熱式ガス発生媒体を有する受動的ガス装置では、ガス発生媒体は、接点パッドおよび周囲の雰囲気が冷却し始めるにつれて、高回復電圧強度のガスがガス発生媒体に再吸収されるようにする。かなりの量の高回復電圧強度のガスのこの回収により、何十万回もの発生／再吸収サイクルが可能になる。
【００２７】
上述したように、高回復電圧ガス装置２００によって提供される改善された電流遮断性能の結果として、電流を確実に遮断するために通常必要とされた１相当り４個の接点パッドに比較して、１相当りたった２個の接点パッドを有する所与のＮＥＭＡまたはＩＥＣ定格の接触器を容易に組み立てることができる。１相当りたった２個の接点パッドを有する接触器は容易に組み立てられ、（特に銀をベースとした接点パッドの場合）資源効率がより大きく、製造が経済的である。更に、このような接触器の各接点パッドがそれぞれの電源線路または負荷線路（すなわち、負荷または電源への外部端子および電気ケーブル）に接続される場合には、接触器で発生した熱は電源線路および負荷線路の両方を介して伝導されて消失し得るので、熱放散が向上する。これに対して、従来の４接点パッドのデザインでは、接点パッドの２個が実質的なヒートシンクを構成しない接触器ブリッジ上で互いに結合されているので、各接点パッド対からの熱は一方の方向に、すなわちそれぞれの電源ラインまたは負荷ラインに伝導されるだけである。
【００２８】
本発明のいくつかの特徴について図示し説明したが、本技術分野に専門知識を有する者には多くの変更および変形が可能であろう。従って、特許請求の範囲は本発明の真の精神内に入るこのようなすべての変更および変形を含むものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による接触器の１相の部分の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例による接触器の接点パッドを示し、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の別の実施例による接触器の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
５０    ＡＣ電圧源
７５    負荷
１００  接触器
１１０  接点組立体
１２０  電源側接点パッド
１３０  負荷側接点パッド
１３２  可動接点アーム
１５０  接点パッド作動機構
１５２  ソレノイド
１７０  アークシュート
１７２  導電性プレート
２００  高回復電圧ガス装置
２１０  熱式ガス発生媒体のスラブ
２２０  チャンネル
２３０  熱式ガス発生媒体のパケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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