JPS5882425A - 開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転アーク式兼自刃膨張式の開閉器に関するも
ので、高絶縁性ガスを充填した密閉容器と、十記各器の
内部を分割して成る室と、上記室中に設けられ前記アー
クの回転走路となる環状室４ｉｉｌｉｆｔ形成している
一対のコンタクトと、端面を上記環状１ｔＷｉのうち対
応する側の電極で覆われこのｖｔ極に足を係止するアー
クが回転する様に磁気駆動勿１果を生ぜしめる如くした
環状永久磁石を収容する上記コンタクトの一方の内部に
設けた収容部分と、上記環状永久磁石とこれと協働する
ｍｅ電極との両方の中心オリアイス部を径て上記室内の
ガスを排出する通気路とｔ−備えたものに係る。

本願と同一の出願人による１９８０年４月４日出願のフ
ランス特許願第８０−０７９０４号は、本願と同類の開
閉器に関するものであるが、これは端面に不貫堰孔部を
もった永久磁石、或は半径方向に極性をもつ様に着磁さ
れた環状永久磁石を備えたものに係り、永久磁石には明
らかに置局内孔がなく従って了−りは２方向吹付を受け
ないので、開閉器の性能は比較的に制約をうけ一断電流
は１００００Ａ以下に止まっていた。環状永久磁石を用
いればその中心内孔ｆ辿じてガスの排出が行われるので
、アークの２方向吹付を可能にするがこれを用いた開閉
器も、前述の不ｘ虐オリフィスをもった永久磁石による
開閉器の性能限界よりさほど向上しない性能に止まるこ
とが明らかとなった。

本発明は上述の如く、環状永久磁石を用いた開閉器が必
ずしもアークの足の回転を有効に行えないで、コンタク
トの上に滞留する事実の発艶から起想している。この、
壱に関する更に突込んだ研究の結果、永久磁石の端面に
は磁界による磁力線が局部的に閉じる部分のあることが
判明した二これによって軸方向磁界が生ずる部分が発生
し、その部分へ向ってアークが移動する傾向があること
が認められた。この様な軸方向磁界の部分においてはア
ークは回転力を付与せられず、開閉器は単純な自刃膨張
形開閉器としての機能のみを有することとなる。

本発明は、この様な欠点を改害し、永久磁石による回転
アーク形開閉器の性能を吹消コイルによる回転アーク形
開閉器の性能に匹敵できるものとすることを目的とする
。

本発明による開閉器は、上記永久磁石が軸方向の極性を
付与されて、協働する環状電極に隣接するゾーン内に、
一方向は中心部へ向かい、その反対方向は外部へ向かう
様に方向づけられた半径方向修界と、上記中心部と外部
の境界となる尖、Ｉに軸方向磁界とを生成した事、又、
上記協働ノする壊状ｖｔ、極に対向したｆｊｊ杖Ｉｔ極
は、これらの間に延在するアークが磁界の４−記中心部
内に来る様に配置され上記開閉器は上記失点が上記端面
の外部方向へ遷移し、アークがこの失点に向って移動す
ることを全く回避する様な方策を備えたものであること
全特徴とする。

軸方向に極性を付与された還杖永久磁石により作られる
磁界は、第１図に軸方向断面図として示しである。磁力
線は永久磁石の内部と外部とに表いて対称形に閉成され
ていることが認められる。

この第１図の例について見れば、永久磁石の中心部に８
いては磁力線は向心性を示し、外部へ向う部分に８いて
は遠心性を示している。そして、磁力線が軸に平行にな
るゾーンがこれら向心性磁力線と遠心性磁力線とを隔離
している。このゾーンは軸方向磁力線の位置に相当する
べき、両回線性磁力線げ接する失点でもあり、永久磁石
の磁極面の実質的中立ゾーンともなっていて、アークは
磁力による回転吹付９ｊＪ果が零となるこのゾーンに向
って自ら移動しようとする軸向を示す。

本発明は、この様な尖、壱を磁極端面の外方へ遷移して
行き、アークに対し、もはや不感となる様なゾーンにま
で達せしめるものである。

本発明の実施例の第１の形態においては環状永久磁石の
中孔部内に肢けられたｔ状継鉄により、尖、６ｆ永久磁
石の外周部分への遷移が実現されている。この管状継鉄
が磁界スペクトルを変歪して尖点を永久磁石の外方へ移
すのである。更に以降に騨述する如く、継鉄を設けるこ
とにより大きい軸方向磁界要素が存在する第２の磁界ゾ
ーンが、継鉄の端部付近に出現することになるが、この
ゾーンではガス吹付効果が最大となっているので、了−
りの消滅が急速に行われる。

本発明の実施例の第２の形態においては、永久磁石の外
径を著しく大きい寸法として、前記尖点が磁石の中孔部
分であるオリフィスから遠ざかる様にしている。

永久磁石に対向しているコンタクトは管状として、これ
が第２のガス排出口となりアークに対し２庫吹付が行わ
れる様にするのが得策である。この管状コンタクトの内
径は環状永久磁石の内孔部分の内径と合わせである。こ
こに述べた対向コンタクト向岸にも吹付用の榎状永久磁
石ｆｒ設けることができるのは明白であり、この場合は
全体として全くの対称的構成となる。

環状永久磁石の外部を帽状に包囲する１ｆ極ｆｓって、
磁石の外１ｉ４１１ｆ電流が矧じるが、これは前述の出
願中のフランス特許に本紀載しである如く、永久磁石が
消磁されるＳそれを全く防止する目的のためである。又
、これは釘にループ効果によりアークを中央に位１１さ
せるためで奄ある。

以下に詳述する本発明に基く種々の！ｌ！施例について
は、上述の他にも諸性能、諸特！ｉｃｆ有するがこれら
は例示であって本発明の範囲を限定するものではない、
これら実施例性以下の各図に示す。

第１図は不満足な性能を肩する洲閉器における環状永久
磁石による磁界のスペクトルを示した縦断面の模式図で
ある。

第２図は本発明による開閉器の閉路位置及び開＠位ｔｒ
７１Ｉｔｆ中心線の左ｍ及び右−にそれぞれ示した縦断
面の模式図である。

第６図は本発明による開閉器の実施例の一変形について
、ｍ状永久磁石と電極とを示した簡略模式図である。

第１図において、環状永久磁石１０は軸方向に着出され
、一方の磁極面、例えばＮ極祉コンタクトを形成する環
状イｔｉＭ１２にて機われている。＊状電Ｗ１１２に対
向してコンタクトを形成する管状部材１６の端面にて構
成される＃Ｉ枦電極１４が配置されている。管状部材１
６の内径は、これと同軸上に配置される永久磁石１０の
内孔部の内径と実質的に同じになっている。第１図には
磁力線が模式的に示され、これには向心性の半径方向の
磁力線２０と、遠心性の半径方向の磁力＆１ｉ１２２と
が含まれている１両ＩＥ極１２と１４との間の空間にお
いては、向心性磁力線２０と遠心性出力＠２２とは、軸
方向磁力線２４が位置するゾーンの両＠Ｉに対称的にふ
り分けられている。軸方向磁力線２４のゾーンは、永久
磁石１０の磁極面上の尖点２６に相当するものである。

この尖点２６は正確には凄と１うよ快点の集合としての
線であり、環状永久磁石１０の内径と外径との内方から
等距離にある円周の上に来るものである。

両軍ＦＡ１２と１４の間に延在するアーク２８は尖ψ２
６に向って自ら移動して行く軸向をもち、そこでの磁界
はアークを回転させる駆動力を生じないから、アークは
この尖点２６に停滞したままとなる。この様な装置を設
けてなる開閉器は上述の１＃実から、その性能及び菊月
性が著しく制約されたものとなることは明白である。

第２図は、第１図に示した例の基本的ｉ１ｇを利用しな
がらこれを改良した開閉器を示したもので墳状永゛久磁
石１０、その端面を覆う［極１２、これに対向する端面
１４ｆもつ管状部材１６については既述の壇りである。

管状部材１６は、開閉器の閉路位ＩＩにて環状＊ｆｆ１
１２と接触し、又第２図の有情１に示す一路位置ではこ
れと開啼した位置をそれぞれ取ることができる様に摺動
自在に設けられている。永久磁石１０、電極１２′Ｅｔ
び１４にて構成される組合せ部分は、例えば円筒容器３
２にて形成される室６０の内部に収納されている。この
円筒容器は史にそれ自身、高絶縁性カス例えば８Ｆ６ガ
スを充填した密閉容器６４に収められている。可動管状
部材１６は室３０の底を貫通して側方のオリフィス６６
を経て密閉容器６４と連通しており、室６０内のガスを
密閉容器６４内へ排出できる様になっている。永久研石
１０と協働する環状室［１２は環核永久磁石１０を外側
から包囲する筒状導体６８に電気的に接続され、この筒
状導体６８は、室３０を貫通し、オリフィス４２にて室
６０と密閉容器６４とを連地する庖電支持筒４０に接続
されている。即ち、進軍支持筒４０は槙状を極１２と永
久磁石１０との内部を経て室６０内のガスを密閉容器６
４内へ排出する第２の地気路４４を形成していることが
容易に理解されよう。

媚電支持筒４０、永久磁石１０及びこれと協働する壇状
電極１２にて構成される組合せ部分は固定部分として組
込まれていて、管状部材１６が下方へ摺動すると両電極
１２と１４との間にアークを生ずる。

アーク室６０の内部に延在し、このために室６０内の圧
力を加熱により高め、これによりガスは可動コンタクト
４１１＋となる管状部材１６と還状電極１２と浦電支持
筒４０とを含む固定部分とのそれぞれの排出通気路５６
と４４とを経て室６０より排出が行われる。

永久磁石１０は軸方向に着磁され、管状部材１６の端部
の１を極１４に対向している磁極面を、例えばＮ極に設
定している。永久磁石１０内径孔部１８には管状継鉄４
８を含む継鉄部材４６ｆ延在させ永久磁石の内面に密着
する様にして、且つ永久研石の端面と同一平面上になる
様にしている。継鉄４６は更に管状継鉄４８に連接され
、永久磁石１０の後部端面に密着する有孔円板５０をも
含んでいる。継鉄４６は永久磁石１０の磁界スペクトル
を変歪させ、第２図の右側に図示する如く、永久磁石１
０の尖ａ５２ｆ外体へ偏倚し、磁界スペクトルを非対称
形にする。遠心性の磁力線５４は永久磁石の外側を回り
込むのに対し、向心性磁力線５６は管状継鉄４８の端部
に向けて集中する。

第２図に示す開閉器の動作は次の如くなる。

開閉器が閉路位置にあるときは、＄２図の左側に示す如
く電力は可動コンタクトを構成する管状部材１６互に衝
合している両電極１４，１２簡＃尋体６８及び漬電支持
筒４０を連通するので、永久磁石には消磁作用を全く及
ぼさない、又、詳細には継鉄４６は電流の通路となる等
電相各部材から絶縁されるか又は著しく高い電気抵抗管
もつ様にしである。

開路位置にあるとき杜、第２図の右側に示す如くアーク
は両電極１２．１４の間に延在しあたかも尋イ性のガス
雲がこれら電極間に狭まれている如くなっている。この
カス賞は次の如く６部分より敗っていると考えられる。

まづ中央の部分は向心性の半径方向の磁界５６の中に置
かれその作用を受ける０次に外−〇部分社自ら尖点５２
へ向って移動しようとする。そして、内−！の部分は環
状電極１２の円−の撮部に係止する如くなる。この内−
１部分は更に軸方向の磁界のゾーンに延在するが、この
ゾーンでは通気路４４ｆ経て排出されるガスによってガ
ス流吹付効果が大きく、急速な消弧が行われる。中央部
分は永久磁石１０にょ抄生ずる磁界のうち、主要部分で
ある半径方向数分５６による磁気吹付効果を受ける。外
−１部分は、上記地気路より排出されるガス流による吹
付効果と環状＊極の外側から電流が流れ込むことによる
ループ効果とによって尖点５２に向う方向に逆って、ガ
ス真の外側部分を中心部に向けて駆動する求心力を受け
る。

開閉器はこの様にして広い範囲の電流値について遮断可
能となり、遮断性能が向上する。

第２図では、本発明の実施例として好ましい姿を示した
ものであるが、軸方向に着磁した環状永久磁石による吹
付装置としては、これに対向するコノタクトを中実のも
のとして、一方向にのみガス吹出しを行う如き組合せも
使用回部である。又、同様に２個の環状永久磁石を対称
的に配置して、それぞれに管状コンタクトを協動させる
ことも可能である。継鉄４６は必ずし本後面の有孔円板
５０を伴う必要はなく、正面のゾーンにおける磁力線の
集中のみ重要視すればよい、亭発明による吹付方式は環
状電極１２．１４間にアークを移行させ得る様なコンタ
クト方式ならば如何なるコンタクト方式と組合わせるこ
と本可能である。自己吹付方式と組合わせることは当面
最も有利と考えられるが、他の如何なる吹付方式、特に
ピストンによるバッファ吹付方式と組合わせることも可
能でろる。

継鉄４６の形状は上記とは異ったものでもよく、父、永
久磁石の尖Ａ３２ｆ対向する環状型［１４から遠ざかっ
たゾーンに遷移するには、例えば第５図に示す如き異っ
た方法で実現してもよい。

第６図は室６０の内部にある壺索のみ、即ち１ＪＩＥ！
Ｉ讐状部材１６及びその端面で支持筒４０に増付けられ
た固定部分に対向する環状の面１４が示されている。軸
方向に着磁された環状永久磁石５８は第２図に示された
永久磁石１０に類似であるが、その外径は著しく増大し
たものになっている。

この永久磁石５８と協動しその磁極端面を慢う環状電極
６０が、永久磁石５１外静から包囲する尋電部材６２に
よって支持筒４０に＊気的に接続されている。

室６０内のガスは縦に説明した如く、熱によ抄圧力ｆ高
められ、３Ｊ杖永久磁石５８の中心孔部を経て通気路４
４より及び管状部材１６にて構成される洲気路よね排出
される。永久磁石５８には継鉄が設けられていないので
、＆ｉ昇は特にその尖点６４に関して対称的となる。し
かし環状永久磁石６８の外径寸法は既に説明した様な手
段によって了−りが尖点６４に移行するのｔ防ぐ様に、
尖点６４を環状電極１４から充分引き離しておくことが
できる大きさに増大しである。

この実施例の開閉器の動作については、第２図にて例示
したものと同様であるから再び記述するまでもあるまい
。永久磁石５８の外形寸法の増大は、磁束ｆｎ＊する継
鉄と、或はアーク吹付磁界を変歪させる他のあらゆる方
法と組み合わせることが可能であるのは明白である。尖
点６４の外方への遷移は第１図との比較に８いて特に明
確に１織できる１例えば尖点６４にて構成される円筒の
直径を実質的に板状電極１４の２倍にすることにより良
好なる結果が得られている。

上記に説明した２つの実施例において管状部材１６の肉
厚はアークの位置決めを正確にするため環状電極１４の
巾を小さくできる様に薄くすることも好ましい。又、管
状部材１６静への吹付効果を減じてもよい場合にはこの
吹付の為の壇路直径を小さくして環状電極１４の寸法を
環状永久磁石１０又は５８の中心オリフィス部内径寸法
に比べて小さくする様にしてもよい。

本発明はその実施の方法に関して記述し、図示されたも
のに限定されるものでなく、同等と見做される限りの全
ての実施例を包含するものであるのは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１１扛本発明の原理を説明する為の開閉器の縦断面図
の模式図である。第２図は本発明の１実施例を示す縦断
面図の模式図で閉路位置及び開路位置を中心線の左側及
び右側にそれぞれ示している。第６図は本発明の他の実
施例を示す簡略縦断面図の模式図である。 １０：環状永久磁石　１２，１４：ｊＪ状電極１６：可
動管状部材　　２６：尖点 ６０：室　　　　　　　６２：円筒容器６４：密閉谷９
　　　　５８：筒状導体３６、４２　ニオリフイス　４
０：通電支持筒４４：第２の通気路 特許出願人 日新電機株式会社 代表者山脇正勝 大　　１　　　邑 オ　　３　　同

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　回転アーク式兼自刃膨張式の開閉器であって、高絶
   縁性ガスを充填した密閉容器と、上記密閉容器内を分割
   して成る室と、上記室の内部に設けられ前記アークの回
   転走路となる環状電離を形成シている一対のコンタクト
   と、端面を上記環状電離のうち対応する側の電惚で覆わ
   れ、この電離に足を係止するアークが回転する様に磁気
   駆動効果生せしめる如くした環状永久磁石を収容する上
   記コンタクトの一方の内部に設けた収容部分と、環状永
   久磁石及び協働する環状軍健の両方の中心オリフィス部
   【経て、上記室内のガスを排出する庖気路とｔ備えたも
   のにおいて、上記永久磁石は軸方向に着磁され、これに
   協働する環状電離に隣接した区域に８いて、一方では半
   径方向の磁界が中心部において中心方向に向い、外周部
   において反対方向に向い、他方では軸方向の磁界が失点
   において上記中心部と外周部との境界となってお秒。 且つ、該環状電憔に対向する環状［憔は、上記中心部の
   磁界内において環状電憔間にアークが延在する様に配置
   し、前記端面上の外周の方向に、上記失点を遷移し、ア
   ークが該尖漬へ移動することを全く回避する為の手段を
   設けたことを特徴とする開閉器。 コ　尖漬を外局の方向に偏倚し、磁界が不対称となる様
   に永久磁石に内部継鉄を設けたことを特徴とする特許―
   求め範囲第１項記載の開閉器。 ｌ　内部継鉄は管状体とし、これを永久磁石の中心部オ
   リフィス内に延在させて排気のための一気中ｔｓｇ成す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の開閉器
   。 病　内部継鉄は管状体に加えて更に永久磁石の背後・端
   面ｔ−Ｓう円板をも含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項又は第３項記載の開閉器。 よ　前述の対向環状電離は薄肉の管状部材の端面にて構
   成され、その内径は永久磁石の中心部オリアイスの径と
   実質的に等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第４項の何れかに記載された開閉器。 Ｋ　上記管状部材は前記室よりの第２のガス排出路を構
   成し、且つその排出断面積は前記通気路のそれに近いも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   開閉器。 Ｚ　内部継鉄は前記コンタクトの背後端面において、こ
   れと電気的に絶縁され、これによね電流の曙路を永久磁
   石の外部に強制し、且つ電流のループ効果によりアーク
   を中心部に向って移動させることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項又は第６項記載の開閉器。 ｌ　外径寸法を大きくした永久磁石を設けたことｔ＃徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第５項又は第６項又は
   ＠７項記載の開閉器。 父　上記失点にて構成される円周の山径が、上記対向す
   る壊状電惨の２倍以上となることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第８項の倒れかに記載の開閉器。 １０　壌杖永久妨石を上記コンタクトの各々にそわそれ
   協働させたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第９項の何れかに記載の開閉器。