特開 2024-123364 開閉器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123364

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】開閉器

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/44 20060101AFI20240905BHJP

   H01H 9/38 20060101ALI20240905BHJP

   H01H 33/20 20060101ALI20240905BHJP

   H01H 73/18 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01H9/44 A

H01H9/38

H01H33/20

H01H73/18 A

H01H73/18 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023030703

(22)【出願日】2023-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】000227401

【氏名又は名称】日東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001977

【氏名又は名称】弁理士法人クスノキ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】出原 侑昌

(72)【発明者】

【氏名】黒田 進太朗

【テーマコード（参考）】

5G027

5G030

【Ｆターム（参考）】

5G027BB03

5G027BC07

5G030DA01

(57)【要約】

【課題】固定接触子と可動接触子の間で生じるアークを引き延ばすことが可能な永久磁石を備える開閉器に高めの電流を流す場合でも、永久磁石の性能の低下を抑制できるようにすること。
【解決手段】外郭をケースとカバーで構成し、
固定接点１３を有した固定接触子１４と、回路を開く際に固定接点と離れる可動接点１５を有した可動接触子１６と、固定接点と可動接点との間で生じるアークを消弧可能な永久磁石１７と、を備えた開閉器であって、壁部Ｗａで覆われた永久磁石の近くに、ケース若しくはカバーよりも耐アーク性に優れる樹脂部Ｒｅを設けた開閉器とする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外郭をケースとカバーで構成し、
固定接点を有した固定接触子と、
回路を開く際に固定接点と離れる可動接点を有した可動接触子と、
固定接点と可動接点との間で生じるアークを消弧可能な永久磁石と、
を備えた開閉器であって、
壁部で覆われた永久磁石の近くに、ケース若しくはカバーよりも耐アーク性に優れる樹脂部を設けた開閉器。

【請求項2】

固定接触子は、固定接点から永久磁石の方向に延びるアークランナを有し、
ケース若しくはカバーよりも耐アーク性に優れる樹脂部が、アークランナと壁部との間に位置する請求項１に記載の開閉器。

【請求項3】

可動接触子は、回路を開閉する際に永久磁石の上方を通過するものであり、かつ、回路を開いた状態において永久磁石よりも上方に位置するものであり、
樹脂部は、回路を開閉するために移動中の可動接触子又は可動接点と壁部との間、若しくは、回路を開いた状態における可動接触子又は可動接点と壁部との間に位置する請求項１に記載の開閉器。

【請求項4】

ケース内を区画可能な区画部を備え、
樹脂部は、可動接点より上方から、固定接触子とは反対側の壁部の側方まで延びる区画部の一部である請求項１に記載の開閉器。

【請求項5】

壁部は、ケースに備えられた第一板部から突出する第一収納部と、カバーに備えられた第二板部から突出する第二収納部とを組み合わせて構成され、
樹脂部は、第一収納部の第一板部側の端部若しくは第二収納部の第二板部側の端部に設けられる請求項２から４の何れかに記載の開閉器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固定接触子と可動接触子を備えた開閉器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

固定接触子の固定接点と、可動接触子の可動接点を離したり接触させたりすることで回路を開いたり閉じたりする直流開閉器が知られている。また、特許文献１に記載されているように、このような直流開閉器において、固定接点と可動接点の接触位置の近傍に永久磁石を配置し、接点間に発生したアークを速やかに消弧できるようにすることは知られている。また、特許文献１には、直接アークに曝されることによる磁力の低下で永久磁石の消弧性能が失われないようにするために、永久磁石を覆う壁部を備えた構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２３５７４８号公報

【0004】

所定の定格電流におけるアークの消弧については、特許文献１に開示の従来技術で十分な性能を満たすことが可能である。しかしながら、定格電流を更に増加しようとした場合、この従来技術では、アークにより永久磁石の磁力の低下が引き起こされるおそれがあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、固定接触子と可動接触子の間で生じるアークを引き延ばすことが可能な永久磁石を備える開閉器に高めの電流を流す場合でも、永久磁石の性能の低下を抑制できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、外郭をケースとカバーで構成し、固定接点を有した固定接触子と、回路を開く際に固定接点と離れる可動接点を有した可動接触子と、固定接点と可動接点との間で生じるアークを消弧可能な永久磁石と、を備えた開閉器であって、壁部で覆われた永久磁石の近くに、ケース若しくはカバーよりも耐アーク性に優れる樹脂部を設けた開閉器とする。

【0007】

また、固定接触子は、固定接点から永久磁石の方向に延びるアークランナを有し、ケース若しくはカバーよりも耐アーク性に優れる樹脂部が、アークランナと壁部との間に位置する構成とすることが好ましい。

【0008】

また、可動接触子は、回路を開閉する際に永久磁石の上方を通過するものであり、かつ、回路を開いた状態において永久磁石よりも上方に位置するものであり、樹脂部は、回路を開閉するために移動中の可動接触子又は可動接点と壁部との間、若しくは、回路を開いた状態における可動接触子又は可動接点と壁部との間に位置する構成とすることが好ましい。

【0009】

また、ケース内を区画可能な区画部を備え、樹脂部は、可動接点より上方から、固定接触子とは反対側の壁部の側方まで延びる区画部の一部である構成とすることが好ましい。

【0010】

また、壁部は、ケースに備えられた第一板部から突出する第一収納部と、カバーに備えられた第二板部から突出する第二収納部とを組み合わせて構成され、樹脂部は、第一収納部の第一板部側の端部若しくは第二収納部の第二板部側の端部に設けられる構成とすることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明では、固定接触子と可動接触子の間で生じるアークを引き延ばすことが可能な永久磁石を備える開閉器に高めの電流を流す場合でも、永久磁石の性能の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態における開閉器の斜視図である。

【図2】図１に示す開閉器の分解斜視図である。

【図3】図２に示すケース周りを左側面方向から見た図である。

【図4】図３に示す可動接触子の移動前後の位置の変化を示す図である。ただし、（ａ）は回路を閉じた状態を表しており、（ｂ）は回路を開いた状態を表している。

【図5】図１におけるハンドルの回動中心付近で切った断面をＶ矢視方向から見た断面図である。

【図6】実施例１における壁部周りの斜視図である。

【図7】実施例２における壁部周りの斜視図である。

【図8】実施例２における壁部周りの側面図である。

【図9】実施例３における壁部周りの斜視図である。

【図10】実施例３における壁部周りの側面図である。

【図11】実施例４における開閉器の分解斜視図である。

【図12】実施例５における壁部周りの斜視図である。

【図13】実施例５における壁部周りの側面図である。

【図14】実施例６における壁部周りの斜視図である。

【図15】実施例６における壁部周りの側面図である。

【図16】実施例７における壁部周りの斜視図である。

【図17】実施例７における壁部周りの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の開閉器１は、外郭をケース１１とカバー１２で構成している。また、この開閉器１は、固定接点１３を有した固定接触子１４と、回路を開く際に固定接点１３と離れる可動接点１５を有した可動接触子１６と、固定接点１３と可動接点１５との間で生じるアークを消弧可能な永久磁石１７と、を備えている。また、この開閉器１は、壁部Ｗａで覆われた永久磁石１７の近くに、ケース１１若しくはカバー１２よりも耐アーク性に優れる樹脂部Ｒｅを設けている。このため、固定接触子１４と可動接触子１６の間で生じるアークを引き延ばすことが可能な永久磁石１７を備える開閉器１に高めの電流を流す場合でも、永久磁石１７の性能の低下を抑制できる。

【0014】

開閉器１は直流回路内に配置されるものであってもよいし、交流回路内に配置されるものであってもよい。開閉器１としては、例えば、回路内に漏電電流や過電流などの異常が生じた場合に、回路を遮断する機能を有する回路遮断器や接触器、断路器を含むものである。

【0015】

図１に示す開閉器は、二極の開閉器であって、ケース１１と、ケース１１を覆う二枚のカバー１２で外郭が形成されている（図２参照）。また、ケース１１とカバー１２で囲われた空間には可動接点１５を有する可動接触子１６が備えられている。可動接点１５は固定接触子１４に備えられた固定接点１３と接触したり離れたりすることができる。

【0016】

図３に示す例においては、固定接触子１４は、固定接点１３と反対側の端部に第一端子部３１が備えられている。また、可動接触子１６は第二端子部３２と電線３３で接続されている。固定接点１３と可動接点１５を接触させれば、第一端子部３１から第二端子部３２までが電気的に接続することになるが、ハンドル１９を操作して可動接点１５を動かし、可動接点１５と固定接点１３とを離せば、第一端子部３１から第二端子部３２まで電気的に接続されていた状態が解消され、電気を流すことができなくなる（図４参照）。

【0017】

第一端子部３１と第二端子部３２の間にしっかりと電気が流れている間に可動接点１５と固定接点１３とを離すと、可動接触子１６と固定接触子１４の間にアークが生じる。このアークを早く消弧するために、可動接点１５と固定接点１３の接触位置付近に永久磁石１７を配置している。また、永久磁石１７を保護するために、永久磁石１７の近くに壁部Ｗａを設けている。

【0018】

永久磁石１７を保護する壁部Ｗａは、どのように構成されていてもよいが、実施形態においては、壁部Ｗａは、ケース１１に備えられた第一板部１１ａから突出する第一収納部１１ｂと、カバー１２に備えられた第二板部１２ａから突出する第二収納部１２ｂとを組み合わせて構成されている（図２及び図５参照）。

【0019】

壁部Ｗａが、ケース１１に備えられた第一板部１１ａから突出する第一収納部１１ｂと、カバー１２に備えられた第二板部１２ａから突出する第二収納部１２ｂとを組み合わせて構成される場合、樹脂部Ｒｅは、第一収納部１１ｂの第一板部１１ａ側の端部若しくは第二収納部１２ｂの第二板部１２ａ側の端部に設けられる構成とするのが好ましい。

【0020】

図４に示す壁部Ｗａは、永久磁石１７から見て固定接点１３側（前側）に設けられる第一壁部Ｗａ１と、永久磁石１７から見て固定接点１３側と反対側（後側）に設けられる第三壁部Ｗａ３と、第一壁部Ｗａ１と第三壁部Ｗａ３を繋ぐ第二壁部Ｗａ２（上側）を備えている。

【0021】

永久磁石１７の近傍に耐アーク性に優れた樹脂部Ｒｅを配置するが、以下に記す実施例１から６については、壁部Ｗａの外側にケース１１若しくはカバー１２よりも耐アーク性に優れた樹脂部Ｒｅを配置する例である。また、実施例７については、壁部Ｗａに耐アーク性に優れた樹脂部Ｒｅを用いた例である。

【0022】

ここで、「ケース１１若しくはカバー１２よりも耐アーク性に優れた樹脂部Ｒｅ」とは、ASTM D495「Standard Test Method for High-Voltage, Low-Current, Dry Arc Resistance of Solid Electrical Insulation（訳）固体電気絶縁の高電圧、低電流、ドライアーク抵抗の標準試験法」や、IEC61621「Dry, solid insulating materials - Resistance test to high-voltage, low-current arc discharges」、JIS C2135「乾燥固体電気絶縁材料－高電圧小電流耐アーク性試験方法」などに基づいて耐アーク試験を実施し、ケース１１若しくはカバー１２に使用される樹脂材料よりも耐アーク性に優れていると判断される樹脂材料を含んで形成されたものである。

【実施例0023】

永久磁石１７を覆う壁部Ｗａの外側にケース１１やカバー１２よりも耐アーク性に優れた樹脂部Ｒｅを配置する。具体的には、収納部の第一壁部Ｗａ１、第二壁部Ｗａ２、第三壁部Ｗａ３とそれぞれ平行な第一面Ｒｅ１、第二面Ｒｅ２、第三面Ｒｅ３を備える樹脂部材を配置する。第一面Ｒｅ１は、アークランナ１４ａと第一壁部Ｗａ１の間に位置するものであり、第一壁部Ｗａ１の途中から第一壁部Ｗａ１の上方まで延びる（図４参照）。

【0024】

第二面Ｒｅ２は、「回路を開閉するために移動中の可動接触子１６又は可動接点１５」と第二壁部Ｗａ２との間、若しくは「回路を開いた状態における可動接触子１６又は可動接点１５」と第二壁部Ｗａ２との間に位置するものであり、第二壁部Ｗａ２の前端から後端までをカバーできる前後方向の長さとなっている。なお第二面Ｒｅ２は、可動接触子１６と第二壁部Ｗａ２との間の中でも、可動接点１５と第二壁部Ｗａ２との間に位置することができるように構成するのが好ましい。

【0025】

第三面Ｒｅ３は、可動接点１５より上方から第三壁部Ｗａ３の側方までを覆う区画部Ａｒと、第三壁部Ｗａ３の間に位置し、第一板部１１ａと一体的に形成された区画部Ａｒに設けられた係合部Ａｒａに係合して、樹脂部材が固定されている。区画部Ａｒは発生したアークを固定接触子１４と可動接触子１６の付近で留め、ケース１１全体に被害が及ばないようにするためのものであるが、第三面Ｒｅ３も区画部Ａｒの一部として機能する。

【0026】

ところで、アークは、固定接点１３と可動接点１５の間で発生するが、可動接触子１６が開くにつれて、発生箇所が移動する。例えば、固定接点１３と可動接触子１６の間、固定接触子１４と可動接点１５の間、固定接触子１４と可動接触子１６の間などでアークが発生する。例えば、固定接触子１４の固定接点１３から永久磁石１７の方向に延びるアークランナ１４ａは、アークの発生箇所を固定接点１３から、アークランナ１４ａへ移すことを目的として設けられている。

【0027】

アークランナ１４ａと可動接触子１６若しくは可動接点１５との間でアークが発生するため、アークランナ１４ａと「可動接触子１６若しくは可動接点１５」との間に位置する「第一壁部Ｗａ１」、「第二壁部Ｗａ２」、「第一壁部Ｗａ１と第二壁部Ｗａ２の連結部分」は特にアークに曝される可能性が高い。このため、それらの位置を重点的に保護するように樹脂部Ｒｅを設けることが好ましい。

【0028】

このようなことが言えるため、固定接触子１４は、固定接点１３から永久磁石１７の方向に延びるアークランナ１４ａを有し、ケース１１若しくはカバー１２よりも耐アーク性に優れる樹脂部Ｒｅが、アークランナ１４ａと壁部Ｗａとの間に位置する構成とすることが好ましい。

【0029】

また、図４に示すように、可動接触子１６が、回路を開閉する際に永久磁石１７の上方を通過するものであり、かつ、回路を開いた状態において永久磁石１７よりも上方に位置するものである場合、樹脂部Ｒｅは、「回路を開閉するために移動中の可動接触子１６又は可動接点１５」と壁部Ｗａとの間、若しくは、「回路を開いた状態における可動接触子１６又は可動接点１５」と壁部Ｗａとの間に位置する構成とすることが好ましい。

【0030】

また、アークと永久磁石１７との関係でいえば、永久磁石１７の磁力は、アークに対してアークを引き延ばすように作用する。例えば、アークは永久磁石１７の作用により、ケース１１の側面方向（第一収納部１１ｂの第一板部１１ａ側）若しくはカバー１２の側面方向（第二収納部１２ｂの第二板部１２ａ側）に引き延ばされる。

【0031】

例えば、アークは、固定接触子１４から第一壁部Ｗａ１の左右端部付近に向かい、第一壁部Ｗａ１の左右端部付近に沿って第二壁部Ｗａ２との連結部分付近に向かい、第二壁部Ｗａ２の左右端部付近に沿って前部から後部へ向かい、第二壁部Ｗａ２の後部付近から可動接触子１６へと向かうように引き延ばされる。つまり壁部Ｗａは左右方向の中央位置よりも、左右端部の方がアークに曝される可能性が高い。したがって、壁部Ｗａの左右端部付近において樹脂部Ｒｅを厚くするのが好ましい。逆に言えば、樹脂部Ｒｅは、第二壁部Ｗａ２の左右方向の中央位置付近は薄くしたり、設けないようにしたりすることも可能である。

【0032】

このため、本実施例の樹脂部Ｒｅにおいては、第一壁部Ｗａ１の上部と、第二壁部Ｗａ２、第一壁部Ｗａ１と第二壁部Ｗａ２の連結部分を保護する樹脂部材としている。この樹脂部材の一部が、第二壁部Ｗａ２の上方に重なるように配置されるが、樹脂部材は第二面Ｒｅ２の左右方向端部付近を厚く形成している（図６参照）。

【0033】

また、図６に示すことから理解されるように、この実施例においては、第二面Ｒｅ２の中央部分に開口Ｒｅ２１を備えた構成となっている。これは、第二面Ｒｅ２が可動接触子１６の動作の妨げにならないようにするための構造である。したがって、第二面Ｒｅ２が可動接触子１６の動作の妨げにならないなら、第二面Ｒｅ２に開口Ｒｅ２１を設けないようにしてもよい。

【0034】

この樹脂部材の第三面Ｒｅ３は、樹脂部材の固定に利用している。より詳しくは、可動接点１５より上方から、固定接触子１４とは反対側の壁部Ｗａの側方まで延びる区画部Ａｒとしてケース１１に設けられた部分の一部と係合するなどして固定されている。また、この第三面Ｒｅ３はケース１１内を区画可能な区画部Ａｒとして機能させるように利用している。したがって、この例における第三面Ｒｅ３に関しては、樹脂部材以外の構成との関係により、他の構成で代替したり、設けないようにしたりすることもある。

【実施例0035】

実施例２は、実施例１と同様、第一壁部Ｗａ１と、第二壁部Ｗａ２、第一壁部Ｗａ１と第二壁部Ｗａ２の連結部分を保護することを重視した例であるが、図７及び図８に示すことから理解されるように、実施例１とは異なり、第二面Ｒｅ２に開口Ｒｅ２１を設けていない。また、樹脂部材は第二面Ｒｅ２が第二壁部Ｗａ２の全体を覆うように壁部Ｗａに被せて固定されるものである。この樹脂部材は第一壁部Ｗａ１と第三壁部Ｗａ３と当接して壁部Ｗａを挟み込むように構成されている。

【0036】

また、実施例１においては、区画部Ａｒが、可動接点１５より上方から、固定接触子１４とは反対側の壁部Ｗａの側方まで延びる構成としていたが、区画部Ａｒは、固定接触子１４とは反対側の壁部Ｗａの側方には設けないことも考えられる。実施例２においては、可動接点１５より上方から、固定接触子１４とは反対側の壁部Ｗａの側方まで延びる区画部Ａｒの下方にアーク発生時に生じるガスなどの通路である通路部１ａを設けている。この通路部１ａは、第三壁部Ｗａ３の側方に位置している。